(57)【要約】【課題】偏光板の使用効率が高く、かつ表示特性に優れた液晶パネルを提供する。【解決手段】第１の配向基板１１と第２の配向基板１２との間に液晶層１３を有する液晶セル１０と、該液晶セルの第１の配向基板側に配置された第１の偏光板２１と、該液晶セルの第２の配向基板側に配置された第２の偏光板２２と、液晶セル１０と、該液晶セルの一方の側に配置された第１の偏光板２１と、該液晶セルの他方の側に配置された第２の偏光板２２と、該液晶セルと第１の偏光板との間に配置された第１の旋光素子３１と、該液晶セルと第２の偏光板との間に配置された第２の旋光素子３２と、を有し、該第１の旋光素子及び第２の旋光素子は、液晶分子の配向方向が層の厚み方向に沿って漸次連続的に変化しているカイラルネマティック液晶層であり、かつ、該液晶層が所定の厚みを有する液晶パネル。  【選択図】図２
2010039217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の配向基板と第２の配向基板との間に液晶層を有する液晶セルと
該液晶セルの第１の配向基板側に配置された第１の偏光板と、
該液晶セルの第２の配向基板側に配置された第２の偏光板と、
該液晶セルと第１の偏光板との間に配置された第１の旋光素子と、
該液晶セルと第２の偏光板との間に配置された第２の旋光素子と、を有し、
該第１の旋光素子及び第２の旋光素子は、液晶分子の配向方向が層の厚み方向に沿って漸次連続的に変化しているカイラルネマティック液晶層であり、かつ、該カイラルネマティック液晶層を形成するネマティック液晶性材料の波長５４５ｎｍにおける複屈折Δｎ５４５と液晶層の厚みｄの積が、１４００ｎｍ以上である、液晶パネル。
【請求項２】
前記第１の旋光素子の前記第１の偏光板側の面における液晶分子の配向方向が、第１の偏光板の吸収軸方向と平行または直交であり、かつ、前記第２の旋光素子の前記第２の偏光板側の面における液晶分子の配向方向が、第２の偏光板の吸収軸方向と平行または直交である、請求項１記載の液晶パネル。
【請求項３】
前記第１の旋光素子の前記液晶セル側の面における液晶分子の配向方向が、前記液晶セルの第１の配向基板の配向方向と平行または直交であり、かつ、前記第２の旋光素子の前記液晶セル側の面における液晶分子の配向方向が、前記液晶セルの第２の配向基板の配向方向と平行または直交である、請求項１または２記載の液晶パネル。
【請求項４】
前記第１の旋光素子及び第２の旋光素子におけるカイラルネマティック液晶層の捩れ角が略４５°である、請求項１〜３のいずれか記載の液晶パネル。
【請求項５】
前記第１の偏光板の吸収軸方向と第２の偏光板の吸収軸方向が平行である、請求項１〜４のいずれか記載の液晶パネル。
【請求項６】
前記液晶セルがＴＮモードの液晶セルである、請求項１〜５のいずれか記載の液晶パネル。
【請求項７】
前記液晶セルと、前記第１の旋光素子との間に、第１の位相差層を有し、かつ、前記液晶セルと、前記第２の旋光素子との間に、第２の位相差層を有する、請求項１〜６のいずれか記載の液晶パネル。
【請求項８】
前記第１の位相差層、及び第２の位相差層が、液晶の光軸がハイブリッド配向した液晶層を有する、請求項７記載の液晶パネル。
【請求項９】
前記第１の偏光板、及び第２の偏光板が矩形であり、矩形の長辺方向と、偏光板の吸収軸方向が平行又は直交である、請求項１〜８のいずれか記載の液晶パネル。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか記載の液晶パネルを有する液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生産性に優れた液晶パネル、及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は液晶セルを２枚の偏光板（光源側偏光板及び視認側偏光板）で挟持する構造を有しており、一般には、２枚の偏光板はその吸収軸が直交又は平行となるように配置されている。偏光板は一般に連続的に長尺状に生産されるため、そのフィルム幅は有限で高々数ｍが限界であり、一般には幅１〜１．５ｍ程度である。一方、近年、液晶表示装置に対する大画面化への要求が高まっており、例えば、対角が６５インチ（約１６４０ｍｍ）を越えるサイズに適用可能な偏光板が要求されているようになっている。このような大型化の潮流は、視野角特性の優れたインプレーンスイッチング（ＩＰＳ）モードやバーティカル・アライメント（ＶＡ）モードの液晶セルを採用する液晶パネルにおいて顕著であった。
【０００３】
一方、ツイステッド・ネマティック（ＴＮ）方式の液晶パネルは、ＶＡモードやＩＰＳモードの液晶パネルに比して視野角特性に劣る傾向があることから、パソコン用モニタ等、画面サイズが２０インチ以下の液晶表示装置に主に用いられていた。しかし、ＴＮモード液晶パネルの視野角特性の改善に関する技術も日々進歩しており、現在では３０インチ以上の液晶表示装置にもＴＮモードの液晶パネルが用いられるようになっている（例えば非特許文献１参照）。そして、このようなＴＮモード液晶パネルの大画面液晶表示装置への使用は今後ますます拡大していくものと思われる。
【０００４】
ところで、ＴＮモードの液晶パネルにおいては、画面の左右での視認性を均一とする等の観点から、液晶セルの基板の配向方向や、偏光板の吸収軸等の光学軸が、画面の斜め方向、中でも４５°方向となるような配置が主に採用されている。画面が矩形である液晶表示装置においてこのような配置を採用するためには、図１の（ａ）に示すように、長尺状に生産される偏光板Ｐを４５°の角度で矩形の偏光板Ｐ１として切り出す必要があることから、偏光板の端部が製品として使用できない部分が生じる。そして、画面サイズが大きくなるにつれて、この問題はより顕著となる。
【０００５】
これらの問題を解決するために、斜め延伸や、斜め方向のラビング処理等により、長尺フィルムの長手方向に対して４５°方向に吸収軸を有する偏光板が提案されている（例えば特許文献１乃至３参照）。しかしながら、これらの方法は偏光軸方向の均一性や、分子の配向性に欠ける等の原因で、十分な偏光度を有する偏光板を得ることが困難であった。
【０００６】
これに対して、図１の（ｂ）に示すように、長尺偏光板の長手方向（吸収軸Ａ方向）と矩形の辺方向が平行、又は垂直となるように切り出した偏光板に、偏光軸を４５°回転させる旋光作用を有する旋光素子を組合せることで、上記課題を解決する方法も提案されている（例えば特許文献４参照）。
【０００７】
【非特許文献１】富士フィルム研究報告第５１号（２００６年）  ５９〜６２頁
【特許文献１】特開２０００−９９１２号公報
【特許文献２】特開２００２−８６５５４号公報
【特許文献３】特開２００４−１５１５７３号公報
【特許文献４】特開平７−３３３４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献４のような旋光素子を用いる場合、従来の偏光板をそのまま用いることが可能となるため、偏光板の生産性や偏光度の問題は解決される。しかしながら、実際に液晶表示装置に旋光素子を用いると、画面が色付いたり、画面を斜め方向から見た場合のコントラストの低下がみられることが判明した。
【０００９】
本発明は上記に鑑み、偏光板の使用効率が高く、かつ表示特性に優れた液晶パネル、特にツイステッド・ネマティック（ＴＮ）モードの液晶セルを用いた液晶パネルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは鋭意検討の結果、所定の条件を満たす旋光素子を用いた液晶表示装置によって上記課題が解決されることを見出し本発明に至った。
【００１１】
すなわち、本発明は、第１の配向基板と第２の配向基板との間に液晶層を有する液晶セルと、該液晶セルの第１の配向基板側に配置された第１の偏光板と、該液晶セルの第２の配向基板側に配置された第２の偏光板と、  該液晶セルと第１の偏光板との間に配置された第１の旋光素子と、該液晶セルと第２の偏光板との間に配置された第２の旋光素子とを有し、該第１の旋光素子及び第２の旋光素子は、液晶分子の配向方向が層の厚み方向に沿って漸次連続的に変化しているカイラルネマティック液晶層である液晶パネルに関する。本発明の液晶パネルの１つの形態においては、該カイラルネマティック液晶層を形成するネマティック液晶性材料の波長５４５ｎｍにおける複屈折Δｎ５４５と液晶層の厚みｄの積が、１４００ｎｍ以上である。
【００１２】
本発明の液晶パネルにおいては、前記第１の旋光素子の前記第１の偏光板側の面における液晶分子の配向方向が、第１の偏光板の吸収軸方向と平行または直交であることが好ましい。さらに、前記第２の旋光素子の前記第２の偏光板側の面における液晶分子の配向方向が、第２の偏光板の吸収軸方向と平行または直交であることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の液晶パネルにおいては、前記第１の旋光素子の前記液晶セル側の面における液晶分子の配向方向が、前記液晶セルの第１の配向基板の配向方向と平行または直交であることが好ましい。さらに、前記第２の旋光素子の前記液晶セル側の面における液晶分子の配向方向が、前記液晶セルの第２の配向基板の配向方向と平行または直交であることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の液晶パネルの一実施形態においては、前記第１の旋光素子及び第２の旋光素子におけるカイラルネマティック液晶層の捩れ角が略４５°であることが好ましい。
【００１５】
さらに、本発明の液晶パネルの一実施形態においては、前記第１の偏光板の吸収軸方向と第２の偏光板の吸収軸方向が平行であることが好ましい。
【００１６】
また、本発明の液晶パネルの一実施形態においては、前記液晶セルがＴＮモードの液晶であることが好ましい。  
【００１７】
本発明の液晶パネルにおいては、前記液晶セルと、前記第１の旋光素子との間に、第１の位相差層を有し、かつ、前記液晶セルと、前記第２の旋光素子との間に、第２の位相差層を有することが好ましい。また、該第１の位相差層、及び第２の位相差層は、液晶の光軸がハイブリッド配向した液晶層を有することがより好ましい。
【００１８】
本発明の液晶パネルの一実施形態においては、前記第１の偏光板、及び第２の偏光板が矩形であり、矩形の長辺方向と、偏光板の吸収軸方向が平行又は直交であることが好ましい。かかる構成とすることにより、長尺の偏光板から、液晶パネル用の矩形の偏光板を効率よく取得することができる。
【００１９】
さらに、本発明は前記液晶パネルを有する液晶表示装置に関する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の液晶パネルは、直線偏光をそれと異なる角度の直線偏光に変換する旋光素子を有することで、基板の配向方向が画面の斜め方向である液晶セルを用いた場合でも、偏光板の吸収軸方向を矩形の長辺と平行又は直交とすることができる。そのため、液晶パネルに用いられる偏光板の製品効率や生産性を向上し得る。さらに、本発明においては、該旋光素子の厚みを調整することにより、従来の液晶表示装置と遜色のない表示特性を有する液晶表示装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
［液晶パネル全体の概略］
図２に、本発明の実施形態による液晶パネルの概略断面図を示す。本発明の液晶パネル１００は、液晶セル１０と、液晶セル１０の一方の側に配置された第１の偏光板２１と、液晶セル１０の他方の側に配置された第２の偏光板２２を有し、液晶セル１０と第１の偏光板２１との間に第１の旋光素子３１、液晶セル１０と第２の偏光板２２との間に第２の旋光素子３２を有する。
【００２２】
本発明の液晶パネルの好ましい実施形態においては、液晶表示装置の視野角改善等の観点から、図３に示すように、第１の偏光板２１と液晶セル１０との間に第１の位相差層４１を有することが好ましく、それに加えて、第２の偏光板２２と液晶セル１０との間に第２の位相差層４２を有することがより好ましい。上記第１及び第２の位相差層の配置は、図３の（ａ）に示すように、旋光素子３１又は３２と液晶セル１０の間でもよいし、図３の（ｂ）に示すように、偏光板２１又は２２と旋光素子３１又は３２の間でもよいが、従来の液晶パネルに用いられていたのと同様の位相差層によって、適切な光学補償を行い得る観点からは、図３の（ａ）のように、旋光素子と液晶セルの間に位相差層を有することが好ましい。
【００２３】
また、本発明の液晶パネルの一実施形態においては、前記第１の偏光板２１と第２の偏光板２２の吸収軸方向は平行であることが好ましい。両者を平行とすることで、画面の左右と上下の長さが異なるような矩形の液晶パネルに適用する際の偏光板の取れ率を高くすることができる。
【００２４】
なお、本願明細書、並びに特許請求の範囲において、「平行」とは、完全に平行であるもののみならず、実質的に平行であることを包含し、その角度は一般に±３°以内であり、好ましくは±２°以内、より好ましくは±１°以内、さらに好ましくは±０．５°以内である。また、「直交」とは、完全に直交する場合のみならず、実質的に直交することを包含し、その角度は一般に９０±３°の範囲であり、好ましくは９０±２°、より好ましくは９０±１°、さらに好ましくは９０±０．５°の範囲である。また、略４５°、略９０°等と記載している場合についても同様に、その角度から±３°の範囲を包含し、好ましくは±２°、より好ましくは±１°、さらに好ましくは±０．５°の範囲を包含するものとする。
【００２５】
さらに、第１の偏光板２１と第２の偏光板２２の吸収軸方向が平行である構成によれば、大画面サイズの液晶パネルの反りの問題を解消し得る。２枚の偏光板の吸収軸が直交する液晶パネルでは液晶セルの表裏に配置される偏光板の加熱寸法変化方向の違い等によって、液晶パネルに反りが生じる場合がある。すなわち、偏光板は異方性を有しているが、通常用いられる偏光板はヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させたフィルムを延伸することによって異方性を発現させている。液晶パネルはバックライト等の光源と組み合わされて液晶表示装置となるが、かかる光源や外部環境からの熱によって偏光板は延伸方向に収縮又は膨張しやすい傾向がある。そのため、液晶セルの表裏に２枚の偏光板の吸収軸が直交するように配置された液晶パネルにおいては、液晶セルの表裏において異なる方向に変形応力が生じるために、液晶パネルの周辺部が歪む場合がる。このような歪みはパネルに反りを生じさせ、パネル周辺部において光漏れ等の表示不良を生じ易いという問題がある。特に、大型の液晶パネルにおいては、かかる収縮、又は膨張によって生じる応力が大きくなるため、このような反りや表示不良の問題が顕著となる傾向がある。
【００２６】
それに対して、第１の偏光板２１と第２の偏光板２２の吸収軸方向を平行とすることで、加熱等によって偏光板が収縮又は膨張した場合であっても、それに伴って液晶セルに加わる応力の方向は液晶セルの表裏において同一となるため、液晶パネルの歪の発生を抑止し、パネルの反りや表示不良を抑止し得る。
【００２７】
本発明の液晶パネルは、所謂「Ｏモード」であってもよく、「Ｅモード」であってもよい。図４は、図３（ａ）に示した実施形態にかかる液晶パネルの概略斜視図であり、図４（ａ）はＯモードの液晶パネル、図４（ｂ）は、Ｅモードの液晶パネルを表している。なお、これらの図における各構成部材の縦横の比率、及び厚みの比率は、簡単のため、実際とは異なって記載されている。
【００２８】
一般に、「Ｏモードの液晶パネル」とは、通常は液晶セルの光源側に配置された偏光板の吸収軸方向と、液晶セルの光源側の配向基板の配向方向が平行であるものをいうが、本発明の液晶パネルにおいては、光源から偏光板を介して液晶セルに入射する直線偏光の振動方向と液晶セルの光源側の配向基板の配向方向が直交するものを指す。また、同様に、「Ｅモードの液晶パネル」とは、通常は液晶セルの光源側に配置された偏光板の吸収軸方向と、液晶セルの光源側の配向基板の配向方向が直交するものをいうが、本発明の液晶パネルにおいては、光源から偏光板を介して液晶セルに入射する直線偏光の振動方向と液晶セルの光源側の配向基板の配向方向が平行であるものを指す。
【００２９】
［本願構成の原理］
図５は本発明の従来の液晶パネルにおいて、光源からの光が各光学素子によって偏光状態を変化させながら視認側に到達する様子を模式的に示したものである。図５においては、液晶セル１０がＴＮモードであり、かつ、液晶セルに電圧が印加されていない状態で白表示が得られるノーマリホワイトモードのＯモード液晶パネルの場合を例として説明する。
【００３０】
図５（ａ）は、かかる液晶パネルの液晶セルに電圧が印加されていない、すなわち、液晶セル中の液晶層が略９０°捩れた状態において白表示が得られることについて、偏光状態の変化を模式的に説明する図である。なお、本願明細書並びに特許請求の範囲においては、特に断りの無い限り、液晶パネルの画面の右方向を角度の基準（０°）とし、液晶パネルを第２の偏光板側（視認側）から見た際に、反時計回りを角度の「＋」、時計回りを角度の「−」と定義することとする。また、角度に正負の符号を付さない場合は、正負のいずれでもよいことを意味する。
【００３１】
光源（図示せず）を出射した自然偏光（ｒ１）は、第１の偏光板２１に入射する。
第１の偏光板２１は紙面左右方向に吸収軸３を有しているため、紙面左右方向の光を吸収し、紙面上下方向の直線偏光を透過光（ｒ２）として射出する。
第１の偏光板２１を透過した直線偏光は第１の旋光素子に入射する（ｒ３）。第１の旋光素子が直線偏光の偏光方向を−４５°回転させるものである場合、入射光（ｒ３）は、−４５°回転した直線偏光（ｒ４）として射出する。
第１の旋光素子３１によって偏光方向が変換された直線偏光は、液晶セル１０に第１の配向基板１１側から入射する（ｒ５）。ツイステッド・ネマティック（ＴＮ）モードの液晶パネルにおいては、液晶セルに電界が存在しない状態で液晶分子が９０°ツイスト配列に配向しているため、液晶層に入射した光は、液晶層の旋光作用によりその偏光方向が９０°回転された光と（ｒ６）なって、液晶セル１０の第２の配向基板側から射出する。
液晶セル１０から射出された直線偏光は、第２の旋光素子３２に入射する（ｒ７）。第２の旋光素子が直線偏光の偏光方向を−４５°回転させるものである場合、入射光（ｒ７）は、−４５°回転した直線偏光（ｒ８）として射出する。
第２の旋光素子３２によって偏光方向が変換された直線偏光は、第２の偏光板２２に入射する（ｒ９）。第２の偏光板２２は紙面左右方向に吸収軸４を有しているため、直線偏光（ｒ９）は第２の偏光板２２によって吸収されないため（ｒ１０）、視認側に到達し、明（白）表示が得られる。
【００３２】
図５（ｂ）は、同一の液晶パネルにおいて、ＴＮモードの液晶セルに電圧が印加されている、すなわち、液晶セル中の液晶層が基板に対して垂直に配向している状態において黒表示が得られることについて、偏光状態の変化を模式的に説明する図である。
【００３３】
光源（図示せず）を出射した自然偏光（ｒ１）が液晶セルに入射する（ｒ５）までは、前記した図５（ａ）の場合と同様である。
ツイステッド・ネマティック（ＴＮ）モードの液晶パネルにおいては、液晶セルに電圧が印加されると、液晶分子が電界方向に配向するため、液晶セル中の液晶層が基板に対して垂直に配向する。そのため、液晶セルに入射した直線偏光（ｒ５）は液晶分子の長軸の方向に沿って進むため入射光は偏光方向を変えずに液晶セルを射出する（ｒ６’）
液晶セル１０から射出された直線偏光は、第２の旋光素子３２に入射する（ｒ７’）。第２の旋光素子が直線偏光の偏光方向を−４５°回転させるものである場合、入射光（ｒ７）は、−４５°回転した直線偏光（ｒ８’）として射出する。
第２の旋光素子３２によって偏光方向が変換された直線偏光は、第２の偏光板２２に入射する（ｒ９’）。第２の偏光板２２は紙面左右方向に吸収軸４を有しているため、直線偏光（ｒ９’）は第２の偏光板２２によって吸収され、（ｒ１０）、視認側には到達しないため、暗（黒）表示が得られる。
【００３４】
このように、偏光板の吸収軸や透過軸の方向と、液晶セルの配向方向が平行でも垂直でもない構成であっても、液晶セルと偏光板の間に旋光素子を配置することで、偏光方向を回転させ、液晶セルの配向方向に平行又は垂直な方向の偏光を液晶セルに入射させることができる。さらに、液晶セルから射出した光も旋光素子によってその偏向方向を回転させることで、偏光板が画面の上下方向、または左右方向に吸収軸を有していても、明暗表示を得ることができる。
【００３５】
そのため、液晶セルの基板の配向方向が画面の斜め方向（例えば４５°方向）である液晶セルに対しても、図１の（ｂ）のように長尺偏光板Ｐの長手方向（吸収軸Ａ方向）と矩形の辺方向が平行、又は直交となるように切り出した偏光板を用いて液晶パネルを形成し得ることとなり、偏光板の製品効率や生産性を向上し得る。なお、本発明は、液晶パネルに用いる旋光素子の厚みを調整することにより、従来の液晶表示装置と遜色のない表示特性を有する液晶表示装置が得られるというものであるが、かかる旋光素子については後に詳述する。
以下、本発明の液晶パネルを構成する、液晶セル、偏光板及び旋光素子について説明する。
【００３６】
［液晶セル］
図２乃至図４を参照すると、上記液晶セル１０は、液晶層１３と、液晶層１３の第１の偏光板２１側に配置された第１の配向基板１１と、液晶層１３の第２の偏光板２２側に配置された第２の配向基板１２とを含む。一方の基板（アクティブマトリクス基板）には、好ましくは、液晶の電気光学特性を制御するスイッチング素子（代表的にはＴＦＴ）と、このスイッチング素子にゲート信号を与える走査線及びソース信号を与える信号線とが設けられる（いずれも図示せず）。他方の基板（カラーフィルター基板）には、カラーフィルター（図示せず）が設けられる。なお、カラーフィルターは、アクティブマトリクス基板に設けてもよい。あるいは、例えば、フィールドシーケンシャル方式のように液晶表示装置の照明手段として、ＲＧＢの３色光源（さらに、多色の光源を含んでいてもよい）が用いられる場合は、上記カラーフィルターは省略することができる。また、白黒の液晶表示装置の場合もカラーフィルターを省略することができる。２枚の基板の間隔（セルギャップ）は、スペーサー等によって制御できる。
【００３７】
上記第１の配向基板１１及び上記第２の配向基板１２としては、配向処理されたものが好適に用いられる。配向処理の手段は、基板の表面において、液晶分子を一定の配列状態にさせる処理であれば、任意の方法を採用し得るが、第１の配向基板１１及び第２の配向基板１２それぞれの液晶層１３側に配向膜が設けられ、かかる配向膜が配向処理されたものであることが好ましい。配向膜としては、ポリイミドやポリビニルアルコール等の配向性の高分子を塗布した膜が好ましい。また、配向手段としては、配向膜をナイロンやポリエステル等の繊維で一方向に擦る「ラビング法」が好適に用いられる。配向方向は、例えば、配向処理としてラビング法が用いられる場合は、ラビング方向に略等しい。
【００３８】
上記液晶層１３は、電界が存在しない状態でホメオトロピック配列、ホモジニアス配列、又はツイスト配列に配向した液晶分子を含むが、本発明の液晶パネルにおいては、ツイスト配列に配向した液晶分子を含むものが好適に用いられる。
【００３９】
上記ツイスト配列は、一般には、液晶層中の液晶分子が、両方の基板面に対して略平行に配列し、その配列方向が両基板面で所定の角度（例えば、９０°又は２７０°）捩れているものをいう。このような配列状態の液晶層を備える液晶セルは、代表的には、ツイステッド・ネマティック（ＴＮ）モード、又はスーパー・ツイステッド・ネマティック（ＳＴＮ）モードの液晶セルである。本発明においては、各構成部材の特性が相乗効果的に発揮され、本発明の目的とする光学補償を実現し得る観点から、液晶分子の配列方向が略９０°捩れているＴＮモードの液晶セルが好ましい。
【００４０】
第１の配向基板１１と第２の配向基板１２との間で液晶セルが９０°捩れているＴＮモードの液晶セルにおいては、第１の配向基板と第２の配向基板は両者の配向方向１、２が直交するように配置される。基板間に電圧が印加されていない状態においては、第１の配向基板と第２の配向基板の間において、液晶層はその厚み方向中心から離れるに従って対向する基板表面の配向方向と略平行となるように液晶層の厚み方向に沿って漸次連続的に変化している。このような配向状態は、所定の配向規制力を有する配向膜の間に、正の誘電率異方性を有するネマティック液晶を配することにより実現され得る。このような状態で、第１の配向基板１１の面から光を入射させると、第１の偏光板２１を通過して液晶層１３に入射した直線偏光の光に対して液晶分子は複屈折を示し、入射光の偏光状態は液晶分子の捩れに応じて変化する。電圧無印加時に液晶層を通過する光は、例えばその偏光方向が９０°回転させられた直線偏光となる。
【００４１】
なお、本発明の液晶パネルにおいては、第１の配向基板１１が光源側、視認側のいずれとなるように配置してもよいが、本発明の内容の理解を容易とするため、以降においては特に断りの無い限り、第１の配向基板１１（及び第１の偏光板２１、並びに第１の旋光素子３１）が液晶層１３の光源側に配置され、第２の配向基板１２（及び第２の偏光板２２、並びに第２の旋光素子３２）が液晶層１３の視認側に配置されるものとして記載する。
【００４２】
上述のように、液晶層１３の液晶分子が正の誘電率異方性を有する場合、電極間に電圧が印加されると、第１の配向基板１１及び第２の配向基板１２の面と垂直に配向する。このような状態で、第１の配向基板１１の面から光を入射させると、第１の偏光板２１を通過して液晶層１３に入射した直線偏光の光は、垂直配向している液晶分子の長軸の方向に沿って進む。液晶分子の長軸方向には複屈折が生じないため入射光は偏光方向を変えずに進む。そして、再び電圧無印加状態にすると配向規制力により元の液晶が９０°捩れた状態の表示に戻すことができる。また、印加電圧を変化させて液晶分子の傾きを制御することによって、前記した電圧印加時と無印加時の中間の偏光状態とすることで、第２の偏光板２２からの透過光強度を変化させることができ、階調表示が可能となる。
【００４３】
上記の例は液晶層が第１の配向基板１１と第２の配向基板１２の間で９０°捩れた場合について述べているが、本発明においては、ツイスト角が９０°であるものに限らず、種々のツイスト角の液晶セルを用いることができる。例えば、半透過型の液晶表示装置においては、ツイスト角が９０°未満のものが好適に用いられる。また、本発明においては、ＴＮモードの液晶セルとして市販の液晶表示装置に搭載されるものをそのまま用いることもできる。
【００４４】
［偏光板］
本願明細書並びに特許請求の範囲において「偏光板」とは、自然光又は偏光を任意の偏光に変換し得る素子をいう。本発明の液晶パネルにおける第１の偏光板、及び第２の偏光板として用いられる偏光板は、特に制限されないが、好ましくは、自然光又は偏光を直線偏光に変換するものである。このような偏光板は、入射する光を直交する２つの偏光成分に分けたとき、そのうちの一方の偏光成分を透過させる機能を有し、且つ、他方の偏光成分を、吸収、反射、及び散乱させる機能から選ばれる少なくとも１つの機能を有する。
【００４５】
本発明に用いられる偏光板の波長４４０ｎｍの透過率（単体透過率ともいう）は、４１．０％以上であることが好ましく、４２．０％以上であることがより好ましい。なお、単体透過率の理論的な上限は５０％であるが、実際には、空気と偏光板屈折率の差等による反射が生じるため、単体透過率が５０％となることはない。後述する偏光子保護フィルムとしてトリアセチルセルロースフィルムを用いた場合は、概ね４３．２％が上限となる。
【００４６】
また、偏光度は、好ましくは９９．８〜１００％であり、更に好ましくは、９９．９〜１００％である。上記の範囲であれば、液晶表示装置に用いた際に正面方向のコントラストをより一層高くすることができる。
【００４７】
上記単体透過率及び偏光度は、分光光度計を用いて測定することができる。上記偏光度の具体的な測定方法としては、上記偏光板の平行透過率（Ｈ０）及び直交透過率（Ｈ９０）を測定し、式：偏光度（％）＝｛（Ｈ０−Ｈ９０）／（Ｈ０＋Ｈ９０）｝１／２×１００より求めることができる。上記平行透過率（Ｈ０）は、同じ偏光板２枚を互いの吸収軸が平行となるように重ね合わせて作製した平行型積層偏光板の透過率の値である。また、上記直交透過率（Ｈ９０）は、同じ偏光板２枚を互いの吸収軸が直交するように重ね合わせて作製した直交型積層偏光板の透過率の値である。
【００４８】
（偏光子）
上記偏光板の自然光又は偏光を直線偏光に変換する機能は偏光子によって達成される。偏光板は偏光子に必要に応じてその片面又は両面に偏光子保護フィルムとしての透明フィルムを積層したものである。
【００４９】
偏光子としては、目的に応じて任意の適切な偏光子が採用され得る。例えば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等のポリエン系配向フィルム等が挙げられる。また、米国特許５，５２３，８６３号等に開示されている二色性物質と液晶性化合物とを含む液晶組成物を一定方向に配向させたゲスト・ホストタイプの偏光子等も用いることができる。
【００５０】
このような偏光子の中でも、高い偏光度を有するという観点から、ヨウ素を含有するポリビニルアルコール系フィルムによる偏光子（以下、単に「ヨウ素系偏光子」と称する場合がある）が好適に用いられる。偏光子に適用されるポリビニルアルコール系フィルムの材料には、ポリビニルアルコール又はその誘導体が用いられる。ポリビニルアルコールの誘導体としては、ポリビニルホルマール、ポリビニルアセタール等が挙げられる他、エチレン、プロピレン等のオレフィン、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等の不飽和カルボン酸や、そのアルキルエステル、アクリルアミド等で変性したものが挙げられる。ポリビニルアルコールの重合度は、１０００〜１００００程度、ケン化度は８０〜１００モル％程度のものが一般に用いられる。
【００５１】
前記ポリビニルアルコール系フィルム中には可塑剤等の添加剤を含有することもできる。可塑剤としては、ポリオール及びその縮合物等が挙げられ、たとえばグリセリン、ジグリセリン、トリグリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール等が挙げられる。可塑剤の使用量は、特に制限されないがポリビニルアルコール系フィルム中２０重量％以下とするのが好適である。
【００５２】
前記ポリビニルアルコール系フィルム（未延伸フィルム）は、常法に従って、一軸延伸処理、ヨウ素染色処理が少なくとも施される。さらには、ホウ酸処理、ヨウ素イオン処理を施すことができる。また前記処理の施されたポリビニルアルコール系フィルム（延伸フィルム）は、常法に従って乾燥されて偏光子となる。
【００５３】
なお、ヨウ素系偏光子は、延伸方向の偏光を吸収し（吸収軸）、延伸方向と直交する方向の光を透過する（透過軸）という性質を有する。偏光子を連続的に長尺（ロール状）で生産する場合は、生産性や偏光度を高める観点から、フィルムの長手方向、すなわち搬送方向に一軸延伸する縦延伸法が一般に用いられる。このように縦延伸によって得られた偏光子は、フィルム搬送方向（長手方向）に吸収軸を有し、幅方向に透過軸を有する。
【００５４】
（保護フィルム）
偏光子の保護フィルムは、偏光子の傷付や劣化等を防止する目的で適宜用いられる。特に、ヨウ素系の偏光子や液晶性材料を用いた偏光子は、二色性物質の昇華を防止したり、フィルム強度を確保する観点から、両面に保護フィルムを有していることが好ましい。
【００５５】
保護フィルムを構成する材料としては、例えば透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮断性等に優れる熱可塑性樹脂が用いられる。このような熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリカーボネート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、セルロース系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリイミド系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、及びこれらの混合物が挙げられる。また、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化性樹脂又は紫外線硬化型樹脂を用いることもできる。保護フィルム中には任意の適切な添加剤が１種類以上含まれていてもよい。添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤、酸化防止剤、滑剤、可塑剤、離型剤、着色防止剤、難燃剤、核剤、帯電防止剤、顔料、着色剤等が挙げられる。保護フィルム中の上記熱可塑性樹脂の含有量は、好ましくは５０〜１００重量％、より好ましくは５０〜９９重量％、さらに好ましくは６０〜９８重量％、特に好ましくは７０〜９７重量％である。保護フィルム中の上記熱可塑性樹脂の含有量が５０重量％以下の場合、熱可塑性樹脂が本来有する高透明性等が十分に発現できない場合がある。
【００５６】
また、偏光子の液晶セル側に配置される保護フィルムとしては、光学的な均一性の高いものを用いることが好ましい。偏光子と液晶セルの間に配置される保護フィルムが複屈折を有していると、その複屈折によって液晶パネルの表示特性に影響を及ぼす場合がある。かかる観点からは、保護フィルムとしては、複屈折が小さい、すなわち光学等方性を有するものが好適に用いられ、中でも、セルロース系樹脂が一般に用いられる。セルロース系樹脂としては、セルロースと脂肪酸のエステルが好ましい。このようセルロースエステル系樹脂の具体例としでは、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、トリプロピオニルセルロース、ジプロピオニルセルロース等が挙げられる。これらのなかでも、トリアセチルセルロースが特に好ましい。トリアセチルセルロースは多くの製品が市販されており、入手容易性やコストの点でも有利である。
【００５７】
なお、セルロース系フィルムとしては、例えば、上記セルロース系樹脂を加熱や溶剤処理によってアニールする方法、レターデーション調整剤等の添加剤の添加、脂肪酸セルロース系樹脂の脂肪酸による置換度を制御する方法等によって厚み方向位相差を小さく制御したものを用いることもできる。
【００５８】
保護フィルムとして、前述のように光学等方性のものを用いる代わりに、位相差を有するものを用いることもできる。すなわち、偏光子と液晶セルの間に配置される保護フィルムの複屈折を液晶セルの光学補償等に用いることで、偏光子の保護フィルムと光学補償フィルム（位相差板）の機能を１枚のフィルムで達成することができ、液晶パネルの薄型化、軽量化、低コスト化等に貢献し得る。さらに、本発明においては後述する偏光素子としての液晶層の支持体としての基材フィルム、あるいは配向膜の機能を偏光子の保護フィルムに兼用させることも好ましい構成である。
【００５９】
保護フィルムの厚みは、適宜に決定しうるが、一般には強度や取扱性等の作業性、薄層性等の点より１〜５００μｍ程度である。特に１〜３００μｍが好ましく、５〜２００μｍがより好ましい。保護フィルムの厚みが過度に小さいと、偏光子が高温高湿環境での耐久性に劣ったり、局所的な凹凸欠陥（クニック欠陥）が発生しやすい等の問題を生じる場合がある。
【００６０】
保護フィルムは、偏光子の両面で同じものを用いてもよいし、異なるものを用いてもよい。また、一方の面に２層以上の積層物を用いることもできる。
【００６１】
（偏光子と保護フィルムの積層）
偏光子と保護フィルムの積層方法は特に限定されないが、作業性や、光の利用効率の観点からは、接着剤や粘着剤を用いて各層を空気間隙なく積層することが望ましい。接着剤や粘着剤を用いる場合、その種類は特に制限されず、種々のものを用い得るが、偏光子と保護フィルムの積層には接着剤が好適に用いられる。
【００６２】
上記接着剤としては、例えば、アクリル系重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルエーテル、酢酸ビニル／塩化ビニルコポリマー、変性ポリオレフィン、エポキシ系、フッ素系、天然ゴム系、合成ゴム等のゴム系等のポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。特に、偏光子と光学等方性フィルムはとの積層には水性接着剤が好ましく用いられる。中でも、ポリビニルアルコール系樹脂を主成分とするものが用いられる。
【００６３】
かかる接着剤に用いるポリビニルアルコール系樹脂としては、ポリビニルアルコール樹脂や、アセトアセチル基を有するポリビニルアルコール樹脂が挙げられる。アセトアセチル基を有するポリビニルアルコール樹脂は、反応性の高い官能基を有するポリビニルアルコール系接着剤であり、偏光板の耐久性が向上するため好ましい。
【００６４】
ポリビニルアルコール系樹脂は、ポリ酢酸ビニルをケン化して得られたポリビニルアルコール；その誘導体；更に酢酸ビニルと共重合性を有する単量体との共重合体のケン化物；ポリビニルアルコールをアセタール化、ウレタン化、エーテル化、グラフト化、リン酸エステル化等した変性ポリビニルアルコールが挙げられる。前記単量体としては、（無水）マレイン酸、フマール酸、クロトン酸、イタコン酸、（メタ）アクリル酸等の不飽和カルボン酸及びそのエステル類；エチレン、プロピレン等のα−オレフィン、（メタ）アリルスルホン酸（ソーダ）、スルホン酸ソーダ（モノアルキルマレート）、ジスルホン酸ソーダアルキルマレート、Ｎ−メチロールアクリルアミド、アクリルアミドアルキルスルホン酸アルカリ塩、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルピロリドン誘導体等が挙げられる。これらポリビニルアルコール系樹脂は一種を単独で又は二種以上を併用することができる。
【００６５】
また、接着剤は架橋剤を含有することが好ましい。架橋剤としては、例えば、エチレンジアミン、トリエチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等のアルキレン基とアミノ基を２個有するアルキレンジアミン類；トリレンジイソシアネート、水素化トリレンジイソシアネート、トリメチロールプロパントリレンジイソシアネートアダクト、トリフェニルメタントリイソシアネート、メチレンビス（４−フェニルメタントリイソシアネート、イソホロンジイソシアネート及びこれらのケトオキシムブロック物又はフェノールブロック物等のイソシアネート類；エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジ又はトリグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ジグリシジルアニリン、ジグリシジルアミン等のエポキシ類；ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド等のモノアルデヒド類；グリオキザール、マロンジアルデヒド、スクシンジアルデヒド、グルタルジアルデヒド、マレインジアルデヒド、フタルジアルデヒド等のジアルデヒド類；メチロール尿素、メチロールメラミン、アルキル化メチロール尿素、アルキル化メチロール化メラミン、アセトグアナミン、ベンゾグアナミンとホルムアルデヒドとの縮合物等のアミノ−ホルムアルデヒド樹脂、；更にナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、鉄、ニッケル等の二価金属、又は三価金属の塩及びその酸化物が挙げられる。これらのなかでもアミノ−ホルムアルデヒド樹脂やジアルデヒド類が好ましい。アミノ−ホルムアルデヒド樹脂としてはメチロール基を有する化合物が好ましく、ジアルデヒド類としてはグリオキザールが好適である。なかでもメチロール基を有する化合物である、メチロールメラミンが特に好適である。
【００６６】
さらに、凹凸欠陥（クニック）の発生を抑制する観点からは、接着剤に金属コロイドを含有することも好ましい構成である。かかる金属コロイドとしては、アルミナコロイド、シリカコロイド、ジルコニアコロイド、チタニアコロイド及び酸化スズコロイド等が挙げられる。具体的には、特開２００８−１５４８３号公報に記載のものを好適に用いることができる。
【００６７】
接着剤の塗布は、乾燥後の接着剤層の厚みが１０〜３００ｎｍ程度になるように行なうのが好ましい。接着剤層の厚みは、均一な面内厚みを得ることと、十分な接着力を得る点から、１０〜２００ｎｍであることがより好ましく、２０〜１５０ｎｍであることがさらに好ましい。フィルムへの粘着剤層や接着剤層の付設は、適宜な方式で行い得る。
【００６８】
粘着剤層や接着剤層は、異なる組成又は種類等のものの重畳層としてフィルムの片面又は両面に設けることもできる。また両面に設ける場合に、フィルムの表裏において異なる組成や種類や厚み等の粘着剤層とすることもできる。
【００６９】
また、保護フィルムは、接着剤や粘着剤を付設する前に、接着性の向上等を目的として、親水化等の表面改質処理を行ってもよい。具体的な処理としてば、コロナ処理、プラズマ処理、プライマー処理、ケン化処理等が挙げられる。
【００７０】
（表面処理層）
さらに、保護フィルムの偏光子を接着させない面には、ハードコート層や反射防止処理、スティッキング防止や、拡散ないしアンチグレアを目的とした表面処理層を設けてもよい。
【００７１】
ハードコート層は偏光板表面の傷付き防止等を目的に設けられるものであり、例えばアクリル系、シリコーン系等の適宜な紫外線硬化型樹脂による硬度や滑り特性等に優れる硬化皮膜を保護フィルムの表面に付加する方式等にて形成することができる。反射防止層は偏光板表面での外光の反射防止を目的に設けられるものであり、従来に準じた反射防止膜等の形成により達成することができる。また、スティッキング防止層は隣接層（例えば拡散板等）との密着防止を目的に設けられる。
【００７２】
またアンチグレア層は偏光板の表面で外光が反射して偏光板透過光の視認を阻害することの防止等を目的に設けられるものであり、例えばサンドブラスト方式やエンボス加工方式による粗面化方式や透明微粒子の配合方式等の適宜な方式にて保護フィルムの表面に微細凹凸構造を付与することにより形成することができる。前記表面微細凹凸構造の形成に含有させる微粒子としては、例えば平均粒径が０．５〜２０μｍのシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化スズ、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモン等からなる導電性のこともある無機系微粒子、架橋又は未架橋のポリマー等からなる有機系微粒子等の透明微粒子が用いられる。表面微細凹凸構造を形成する場合、微粒子の使用量は、表面微細凹凸構造を形成する透明樹脂１００重量部に対して一般的に２〜７０重量部程度であり、５〜５０重量部が好ましい。
【００７３】
なお、前記反射防止層、スティッキング防止層、拡散層やアンチグレア層等の表面処理層は、保護フィルムそのものに設けることができるほか、別途光学層として保護フィルムとは別体のものとして設けることもできる。
【００７４】
[旋光素子]
本発明の液晶パネルにおいて、第１の旋光素子、並びに第２の旋光素子として用いられる旋光素子は、直線偏光をそれと方向の異なる直線偏光に変換するものである。「旋光」とは、偏光が媒質を進むにつれてその偏光面が回転する現象をいう。その回転角度は「旋光角」と称されるが、旋光角は上記の液晶セルにおける液晶層の配列やツイスト角、あるいは、液晶パネルにおける液晶セルの配置角度を考慮して、本発明の目的を達成し得る範囲において適宜選択できる。すなわち、液晶パネルにおける偏光板の吸収軸方向が画面の辺方向と平行または直交となるように、旋光角を選択することが好ましく、前述のような液晶層が９０°のツイスト角を有するＴＮモードの液晶パネルにおいては、旋光素子が略４５°の旋光角を有することが好ましい。このような略４５°の旋光角を有する旋光素子は、ＴＮモードの液晶パネルの場合に加えて、ＳＴＮモードの液晶パネルの場合にも有用である。さらには、光学補償ベンド（ＯＣＢ）モードや、ハイブリッド配向（ＨＡＮ）モードのように、円偏光、あるいは楕円偏光を液晶セルに入射させる液晶パネルにおいても好適に採用することができる。
【００７５】
例えば、図５に模式的に示したように、画面の長辺方向に対して、第１の配向基板１１の配向方向１が−４５°方向、第２の配向基板１２の配向方向２が＋４５°であるＴＮモードの液晶パネルにおいては、第１の旋光素子、第２の旋光素子ともに旋光角を４５°とすることによって液晶パネルにおける偏光板の吸収軸方向が画面の長辺方向と平行となるように配置することができる。また、旋光角には符号（正負）があるが、本願明細書においては第２の偏光板側（視認側）から見た場合に偏光方向を反時計回りに回転させるものを符号正と定義する。旋光素子の旋光方向の符号は、偏光板の配置角度等の設計に応じて適宜選択することができる。
【００７６】
旋光性を示す物質としては、ガーネット単結晶等の無機結晶、水晶、グルコースに代表される糖類、ポリ乳酸、ヘリセン等のキラル（光学活性）な有機分子等が挙げられるが、本発明の液晶パネルにおいては、生産性やハンドリング性、さらには表示特性の観点から、液晶分子の配向方向が層の厚み方向に沿って漸次連続的に変化している液晶層を用いる。かかる液晶層としては、ネマティック液晶性の分子が捩れ配向したもの（「カイラルネマティック液晶」、あるいは「コレステリック液晶」等と称する場合がある）が挙げられる。このような液晶層としては、ネマティック液晶性材料（液晶相がネマティック相である液晶性材料）にカイラル剤を添加したものの配向状態を固定したものが好適に用いられる。
【００７７】
なお、旋光素子としてネマティック液晶性材料にカイラル剤を添加したカイラルネマティック液晶層を用いる場合、かかる液晶層におけるに液晶の捩れ角度、すなわち、旋光素子の旋光角はカイラル剤の添加量及び液晶層の厚みによって調整することができる。すなわち、カイラル剤の添加量によって液晶層の捩れのピッチ（「コレステリックピッチ」と称する場合がある）が調整されるが、液晶層の厚みをかかるコレステリックピッチ（液晶が３６０°捩れる厚みに等しい）の１／８となるように調整すれば、液晶が４５°捩れたカイラルネマティック液晶層を形成することができ、これを旋光角４５°の旋光素子として用いることができる。なお、本発明の目的を達成する観点においては、かかる旋光素子の旋光角は４５°に限定されないことは前述の通りであるが、以下、理解を容易とするために旋光角が４５°の旋光素子の例について説明する。
【００７８】
本発明の実施形態においては、旋光素子としての液晶層に用いられるネマティック液晶性材料の波長５４５ｎｍにおける複屈折Δｎ５４５と旋光素子の厚みｄの積（Δｎ５４５×ｄ）が１４００ｎｍ以上である。カイラルネマティック液晶を用いた旋光の場合、液晶層の複屈折のために、カイラルネマティック液晶層が４５°の捩れ角を有している場合であっても光漏れを生じる現象が生じ得る。一方、液晶層が４５°捩れた液晶層においては、厚みを大きくすることによって、かかる複屈折による光漏れを低減し得る。この点につき、以下に説明する。
【００７９】
本願の液晶パネルのように吸収軸が平行に配置された２枚の偏光板の間に、カイラルネマティック液晶層による旋光素子が存在する構成においては、厚みｄが下記の式（１）を満足する場合に、波長λの単色光の透過率が理論上ゼロとなる。
【数１】
2010039217.tif 000003
ただし、上記式（１）において、ｍは１以上の整数であり、Δｎλは波長λにおける複屈折である。
【００８０】
上記式（１）は、波長λにおける透過率を表す下記の式（２）に、おいて、Ｔ（λ）＝０となる条件を示したものである。かかる式（２）は、ツイステッド・ネマティック（ＴＮ）モードの液晶表示装置等における液晶セルの厚み（セルギャップ）を定める時に用いられる、グーチ・タリーの式［Ｃ．Ｈ．グーチおよびＨ．Ａ．タリー、Appl. Phys.、８巻、１５７５〜１５８４頁（１９７５年）］に、θ＝π／４（４５°）を代入したものである。
【００８１】
【数２】
2010039217.tif 000004
【００８２】
通常、ＴＮモード液晶セルや旋光素子においては、上記式（１）において、ｍ＝１となるような厚みｄ（「ファースト・ミニマム」と称される場合がある）が採用される。例えば、波長５４５ｎｍにおける光漏れを最小とする場合は、（Δｎ５４５×ｄ）の値が約５２７ｎｍとなるように旋光素子の厚みが設計される。一方、屈折率は波長によって異なる、所謂「波長依存性」を有するため、複屈折Δｎλも波長依存性を有する。そのため、上記式（１）を満たす厚みｄは波長λによって異なることとなる。そのため、可視光領域における所定の波長の透過率が理論上ゼロとなるように旋光素子の厚みを設定した場合であっても、他の波長の透過率はゼロとはならず、結果として光漏れが生じることとなる。また、特定の波長の光漏れが大きくなると、表示に着色が生じる場合がある。
【００８３】
本発明は、かかる複屈折の波長依存性の影響について考慮し、旋光層の厚みｄを大きくすることによって、良好な表示特性が得られるとの新たな知見に基づくものである。すなわち、特定の波長λにおける透過光量（透過率Ｔ）は、上記の式（２）で表される通りであるが、これを、可視光領域の波長範囲全体について考慮したＹ値が、旋光素子の厚みｄに依存するとの知見に基づくものである。なお、Ｙ値は、人間の視覚における「明るさ」に相当するＸＹＺ表色系の三刺激値Ｙであり、下記の式（３）のように表すことができる。
【００８４】
【数３】
2010039217.tif 000005
【００８５】
かかるＹ値と、旋光素子の厚みｄの関係については、後の実施例において実例に基づいて説明するが、所定の波長において透過率が極小となる厚みと、Ｙ値が極小となる厚みは異なっている。そのため、所定の波長（λ）で透過率が極小とするべく、上記式（１）におけるｍが整数となるように厚みｄを選択した場合でも、かならずしもＹ値は極小とはらない。一方、旋光素子の厚みと複屈折の積（Δｎ５４５×ｄ）が大きくなると、厚みの増加に伴って、Ｙ値は減少する傾向があり、式（１）においてｍ＝１となる厚み（ファースト・ミニマム）の場合よりもＹ値がより小さくなる。このように厚みを調整することによってＹ値が小さくなることは、概念的には、ポアンカレ球上での偏光状態の変換の軌跡によって説明される。以下、本発明の原理、および上記のように厚みを大きくすることによって光漏れが低減されることに関して、旋光素子を用いた場合と、波長の１／２のレターデーションを有する位相差板（１／２波長板）を用いた場合とを比較しながら、ポアンカレ球上での軌跡変換に基づいて説明する。
【００８６】
ポアンカレ球とは球上の点によって光線の偏光状態を表す方式であり、この球を地球に見立てると北極と南極の点は円偏光を示し、赤道上の点は直線偏光を示している。北極または南極と赤道の点は楕円偏光を示し、緯度が大きいほど楕円率が小さい、すなわち真円に近い楕円偏光に対応している。そして、赤道上の経度は直線偏光の角度の２倍に対応している。すなわち、赤道上で経度が１８０°異なる２つの点が、直交する２つの直線偏光に対応する。そして、ポアンカレ球上の各点は、３つのストークスパラメータ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）で表される。また、ストークスパラメータＳ０＝（Ｓ１２＋Ｓ２２＋Ｓ３２）１／２は光の強度に関するが、ここでは、Ｓ０＝１で一定、すなわち、ポアンカレ球を半径１の球として表す。
【００８７】
直線偏光の偏光方向に対して光軸（遅相軸）方向が２２．５°（４５°の半分）となるように１／２波長板（あるいは、３／２波長板、５／２波長板等）を配置した場合も、本願のような旋光素子を用いた場合と同様に、直線偏光はそれと直交する直線偏光に変換される。しかしながら、かかる１／２波長板等を用いた場合は、本願のような旋光素子を用いた場合と比較して、上記のＹ値が大きくなる傾向がある。
【００８８】
図６は、所定の波長（例えば５４５ｎｍ）の単色光に対して、その偏光方向に対して遅相軸方向が２２．５°の角度をなし１／２のレターデーションを有する１／２波長板によって、ポアンカレ球上で点Ａ：（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）＝（−１，０，０）の直線偏光が、点Ｂ：（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）＝（０，−１，０）の直線偏光に変換される場合の軌跡を示している。図６の（ａ）は見取り図、（ｂ）はＳ２−Ｓ３面への投影図、（ｃ）はＳ３−Ｓ１面への投影図、（ｄ）はＳ１−Ｓ２面への投影図を表す（以下の図７、図８においても同様である）。
【００８９】
入射側の偏光板を透過した光（入射直線偏光）は、点Ａ：（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）＝（−１，０，０）で表される。この入射直線偏光は、１／２波長板を厚み方向に進むにつれて、経度を変えながら、ポアンカレ球上を南へ移動する。これは、厚み方向を進むにつれて直線偏光が楕円偏光に変換され、その楕円が楕円率を大きくしながらその長軸方向が変化する様子を表す。そして、１／２波長板の厚み方向の中間点（１／４波長のレターデーションに相当）で経度が点Ａから４５°移動した点Ｍで表される楕円偏光となる。さらに１／２波長板の厚み方向を進むと、今度は楕円率を小さくしながらその長軸方向が変化し、１／２波長板の厚み方向を進むにつれて楕円率が０、すなわち直線偏光に近付く。そして、最終的には、点Ｂ：（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）＝（０，−１，０）の直線偏光として１／２波長板から射出される。この点Ｂは、１／２波長板へ入射する直線偏光を表す点Ａと同様に赤道上に存在し、かつ、点Ａとは経度が９０°異なることから、入射直線偏光と４５°の角度をなす直線偏光に相当する。この点Ｂで表される直線偏光は、射出側の偏光板に到達することとなる。本発明の液晶パネルは、第１の旋光素子及び第２の旋光素子の２枚の旋光素子を具備するため、上記のような偏光状態の変換が２回行われ、結果として９０°回転した直線偏光が得られる。そのため、入射側の偏光板と射出側の偏光板の吸収軸方向が平行である場合には、光が吸収されて暗表示となる。
【００９０】
これに対して、図７は、上記式（１）において、旋光素子の厚みｄがｍ＝１の条件を満たす場合において、ポアンカレ球で点Ａの直線偏光が、それと４５°の角度をなす点Ｂの直線偏光に変換される場合の軌跡を示している。旋光角度が４５°の旋光素子を用いた場合は、点Ａ：（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）＝（−１，０，０）の直線偏光が旋光素子を厚み方向に進むにつれて、前記の１／２波長板の場合に比してポアンカレ球上での緯度が小さい、すなわち直線偏光に近い状態を経て、経度が変換される、換言すれば楕円の長軸方向が回転されることとなる。そして、旋光素子の厚み方向の中間点において、経度が点Ａと４５°異なる中点Ｍを経由して、４５°の角度をなす直線偏光Ｂ：（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）＝（０，−１，０）へと変換されて旋光素子から射出される。この光は、前記の１／２波長板の場合と同様に２枚の旋光素子によって９０°回転した直線偏光に変換されることとなり、暗表示を得ることができる。
【００９１】
さらに、図８は上記式（１）において、旋光素子の厚みがｍ＝４の条件を満たす場合において、ポアンカレ球で点Ａの直線偏光が、点Ｂで表される４５°の角度をなす直線偏光に変換される場合の軌跡を示している。この場合、前記したｍ＝１の場合よりもさらに緯度が小さい状態を保ったまま、ポアンカレ球上で経度が変換される。そして、旋光素子の厚みの１／４において、一旦赤道上の点Ｍ１に到達、すなわち直線偏光となり、さらに、厚みの１／２の中間点Ｍ２および厚みの３／４の点Ｍ３においても直線偏光となり、最終的には、点Ｂ：（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）＝（０，−１，０）へと変換されて旋光素子から射出される。この光は、前記の場合と同様に２枚の旋光素子によって９０°回転した直線偏光に変換されることとなり、暗表示を得ることができる。
【００９２】
ｍ＝４の場合について上記したが、ｍ＝２、３の場合においては、ｍ＝１の場合よりは緯度が小さく、ｍ＝４の場合よりは緯度が大きい状態で、直交する点Ｂ：（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）＝（０，−１，０）の直線偏光へと変換されて旋光素子から射出されることとなる。また、ｍ＝５以上の場合は、さらに緯度が小さい、すなわち赤道に近い経路を通って、４５°の角度をなす直線偏光へと変換されることとなり、理論上はｍ＝∞のときに、ポアンカレ球上の軌跡は、赤道上を９０°移動することとなる。このように、ｍが大きい、すなわち旋光素子の厚みが大きいほど、直線偏光に近い状態で偏光状態が変換されることがわかる。
【００９３】
次に、複屈折の波長依存性について考慮した場合、旋光素子を用いることによって、Ｙ値を小さくできることについて以下に説明する。ポリマーや液晶分子の複屈折が波長依存性を有することは前述の通りであり、短波長ほど複屈折は大きくなるのが一般的である。そのため、例えば、波長５４５ｎｍ付近の緑色の光について、光漏れを最小とするように設計した場合、波長４４０ｎｍ付近の青色の光に関しては、複屈折が光漏れを最小とするのに適した値よりも大きくなる傾向がある。一方で、波長６５０ｎｍ付近の赤色の光に関しては、複屈折が光漏れを最小とするのに適した値よりも小さくなる傾向がある。
【００９４】
この波長依存性の影響について、まずは、位相差板を用いた場合をポアンカレ球上での光の軌跡に基づいて説明する。図９はレターデーションが波長の１／２よりも大きい場合に、ポアンカレ球上で点Ａ：（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）＝（−１，０，０）の直線偏光が、点Ｂ１の楕円偏光に変換される場合の軌跡を示している。例えば、先に説明したような所定の波長（例えば５４５ｎｍ）の単色光に対して、１／２のレターデーションを有する１／２波長板を用いた場合に、他の波長（例えば４４０ｎｍ）においては波長の１／２よりレターデーションが大きくなる場合が相当する。
【００９５】
位相差板に入射した直線偏光は、図６に示した１／２波長板の場合と同様の軌跡で、波長板を厚み方向に進むにつれて、ポアンカレ球上を移動し、波長の１／２のレターデーションで、（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）＝Ｂ（０，−１，０）の直線偏光となる。しかしながら、位相差板のレターデーションが波長の１／２より大きいために、ポアンカレ球上の赤道を越えてさらに北上し、北半球の点Ｂ１に到達する。これは、波長板から射出した光が楕円偏光であることを表している。そして、点Ｂと点Ｂ１との緯度差が、楕円偏光の楕円率に相当し、点Ｂと点Ｂ１との経度差が、楕円の長軸方向のずれに対応している。レターデーションが波長の１／２からずれるほど、点Ｂと点Ｂ１との距離が大きくなる。そして、点Ｂ１で表される楕円偏光は、射出側の偏光板によっては完全には吸収されず、透過した光が光漏れとして観察されることとなる。点Ｂと点Ｂ１との距離が大きくなるほどこの光漏れは大きくなる傾向がある。
【００９６】
次に、旋光素子を用いた場合の波長依存性の影響について説明する。先に、旋光素子の厚みｄが所定の波長λにおいて、式（１）におけるｍ＝１の条件を満たす場合について、図７を用いて説明したが、上記のλよりも短波長側の波長においては、複屈折の波長依存性の影響によって、ｍは一般に１より大きい値（整数とは限らない）となる。図１０は、このように、ｍが１より大きく、整数でない場合について、ポアンカレ球上で点Ａ：（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）＝（−１，０，０）の直線偏光が、点Ｂ２の楕円偏光に変換される場合の軌跡を示している。点Ａの直線偏光が旋光素子を厚み方向に進むにつれて、前記の図７のｍ＝１の場合と類似の軌跡を辿り、ｍ＝１に対応する厚みで赤道上の点Ｍ’に到達する。さらに厚み方向を進むと、先ほどと同様の軌跡形状で南半球を、緯度を変化させながら進み、点Ｂと同一子午線上の緯度が異なる点Ｂ２に到達する。先ほどの図９の場合と同様に、点Ｂと点Ｂ２との距離が大きくなるほど光漏れが大きくなる。
【００９７】
一方、旋光素子の厚みｄが所定の波長λにおいて、式（１）のｍ＝４の条件を満たす場合に関して、図８を用いて先に説明したが、複屈折の波長依存性の影響のために、上記λよりも短波長側においては、ｍは一般に４より大きい値（整数とは限らない）となる。図１１は、このようにｍが４より大きく、整数でない場合について、ポアンカレ球上で点Ａ：（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）＝（−１，０，０）の直線偏光が、点Ｂ３の楕円偏光に変換される場合の軌跡を示している。点Ａの直線偏光が旋光素子を厚み方向に進むにつれて、前記の図８のｍ＝４の場合と類似の軌跡を辿り、ｍ＝１、２、３、４に対応する厚みにおいて、それぞれ赤道上の点を経由して、点Ｂと同一子午線上で緯度が異なる点Ｂ３に到達する。そして、点ＢとＢ３との距離が大きくなるほど光漏れが大きくなる。ここで、点ＢとＢ３の距離は、先に示した点Ｂと点Ｂ１、あるいは点Ｂと点Ｂ２の距離に比して小さいことがわかる。
【００９８】
これは、先に説明したように、ｍの値が大きいほど、偏光状態はポアンカレ球上の赤道に近い軌跡、換言すれば直線偏光に近い状態を保ちながら変換されることに関係している。式（１）におけるｍの値が大きい、すなわち旋光素子の厚みが大きいほど、ｍが整数値から外れた場合でも、直線偏光からの乖離が小さくなる。そのため、複屈折が波長依存性を有していても、可視光の全領域についての光漏れ、すなわちＹ値が小さくなる。
【００９９】
従来技術の旋光素子を用いた液晶パネルにおいては、旋光素子の厚みは、式（１）においてｍ＝１（ファースト・ミニマム）を満足するように設計されていたが、ポアンカレ球を用いて概念的に示したように、ｍ＝１の場合は、位相差板を用いた場合との差異が小さい、すなわち、点Ｂ・Ｂ１間の距離と点Ｂ・Ｂ２間の距離が略同様である。それに対して、厚みを大きくすることによって、他の波長においても光漏れを小さくすることができるために、結果としてＹ値が小さくなる。ファースト・ミニマムの場合よりもＹ値が小さくなる厚みは、液晶層を形成する液晶性化合物の波長分散によって異なるが、後に実施例において示すように、旋光素子の複屈折と厚みの積（Δｎ５４５×ｄ）が１４００ｎｍ以上の場合に、Ｙ値が小さくなる傾向がある。旋光素子の複屈折と厚みの積（Δｎ５４５×ｄ）は１５００ｎｍ以上であることがより好ましく、１６００ｎｍ以上であることがさらに好ましく、１７００ｎｍ以上であることが特に好ましい。このような範囲においては、旋光素子の厚みの増加に伴って、Ｙ値が単調減少を示す傾向がある。
【０１００】
なお、本発明の液晶パネルにおいては、旋光素子の（Δｎ５４５×ｄ）が１４００ｎｍ以上であるが、本発明は、旋光層の厚みｄを大きくすることによって、複屈折の波長依存性に起因して可視光領域の各波長で生じる光漏れの影響を低減し、その結果Ｙ値を小さくできるという新たな知見に基づくものである。
【０１０１】
また、上記式（１）を満たすλを可視光領域に有する場合、かかる波長λにおける黒表示時の透過率Ｔを小さくすることができるため、良好な表示特性が得られる。一般に液晶パネルにおいては、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色のカラーフィルターを用いることでカラー表示を可能としているが、かかるカラーフィルターの透過波長に基づいて設計するという観点からは、上記式（１）を満たすλが４５０〜６５０ｎｍの範囲に存在することが好ましい。また上記３色の中でも最も視認性の高い緑の光に対して最適に設計する観点からは、５３０〜５７０ｎｍの範囲に上記式（１）を満たすλが存在することが好ましい。緑色の波長（５４５ｎｍ付近）の光は、人間の視覚における視認性が高いため、緑色の波長領域における光漏れを小さくすることによって、視認性に優れた表示を得ることができる（結果としてＹ値も小さくなる傾向がある）。
【０１０２】
なお、旋光素子の（Δｎ５４５×ｄ）が１４００ｎｍ未満である場合、可視光領域（３８０〜７８０ｎｍ）、好ましくは４５０〜６５０ｎｍの範囲、より好ましくは５００〜６００ｎｍの範囲、さらに好ましくは５３０〜５７０ｎｍの範囲に、上記式（１）においてｍ＝２となる波長λを有していれば、ファースト・ミニマムの場合に比してＹ値を小さくすることができる。しかしながら、（Δｎ５４５×ｄ）が１４００ｎｍ以上である場合と比較すると、Ｙ値は高くなる傾向がある。
【０１０３】
また、厚みを大きくすることにより、黒表示における光漏れを抑制して、Ｙ値を小さくできることに加えて、旋光素子の厚みばらつきによる特性変化の影響を抑制することも可能である。すなわち、旋光素子として液晶層を用いる場合、その厚みは後に詳述するように０．１〜数十μｍの範囲とするのが一般的であるが、液晶層を大面積で生産する場合に、その厚みを完全に均一とすることは困難であり、同一の液晶層の面内、あるいは別個に作成した液晶層との製品間において、厚みのばらつきが生じる。かかる厚みのばらつきは、旋光層における液晶層の捩れ角、すなわち、旋光角のばらつきや、前記式（１）の条件を満たす厚みｄからのずれを生じるために、表示特性が製品内や製品間で不均一となる場合がある。このような製品内、あるいは製品間の厚みのばらつきに関しても、厚みが大きい液晶層からなる旋光素子を採用することで、その抑制が可能となる。
【０１０４】
Ｙ値を小さくして良好な表示特性を得る観点において、厚みｄは大きいほど好ましいことは前述の通りであるが、旋光素子の生産性の観点からは厚みｄは１０μｍ以下であることが好ましく、７μｍ以下であることがより好ましい。
【０１０５】
（旋光素子の配置角度）
旋光素子として、液晶分子の配向方向が層の厚み方向に沿って漸次連続的に変化している液晶層を含むものを用いる場合、旋光素子の一方の面と他方の面で液晶分子の配向方向が異なることとなるが、本発明の液晶パネルにおいては、図４に模式的に示すように、第１の旋光素子３１の第１の偏光板２１側の面における液晶分子の配向方向５ａが、第１の偏光板２１の吸収軸方向３と平行または直交であり、かつ、第２の旋光素子３２の第２の偏光板２２側の面における液晶分子の配向方向６ａが、第２の偏光板２２の吸収軸方向４と平行または直交であることが好ましい。また、第１の旋光素子３１の第１の配向基板１１側の面における液晶分子の配向方向５ｂが、第１の配向基板１１の配向方向１と平行または直交であり、かつ、第２の旋光素子３２の第１の配向基板１２側の面における液晶分子の配向方向６ｂが、第２の配向基板１２の配向方向２と平行または直交であることが好ましい。このような角度配置とすることで、本発明の液晶表示装置のコントラストを従来のものと遜色ないレベルとすることができる。また、第１の旋光素子３１および第２の旋光素子３２の旋光角は、上記の角度関係を満たすように、液晶パネルの設計に合わせて適宜選択することができる。
【０１０６】
（旋光素子の製造方法）
上記旋光素子としての液晶層の材料や製造方法は特に限定されないが、前述の如く液晶相がネマティック相である液晶性材料（ネマティック液晶性材料）が好適に用いられる。このような液晶性材料としては、例えば、液晶性ポリマーや液晶性モノマーが使用可能である。液晶性材料の液晶性の発現機構は、リオトロピックでもサーモトロピックでもどちらでもよい。
【０１０７】
上記液晶性材料は、液晶性モノマー（例えば、重合性モノマーおよび架橋性モノマー）であることが好ましい。これは、後述するように、液晶性モノマーを重合又は架橋させることによって、液晶性モノマーの配向状態を固定できるためである。液晶性モノマーを配向させた後に、例えば、液晶性モノマー同士を重合又は架橋させれば、それによって上記配向状態を固定することができる。ここで、重合によりポリマーが形成され、架橋により３次元網目構造が形成されることとなるが、これらは非液晶性である。したがって、形成された液晶層は、例えば、液晶性化合物に特有の温度変化による液晶相、ガラス相、結晶相への転移が起きることはない。その結果、液晶層は、温度変化に影響されない、極めて安定性に優れた光学補償層となる。
【０１０８】
上記液晶性モノマーは特に限定されず、任意の適切な液晶性モノマーが採用され得る。例えば、特表２００２−５３３７４２号（国際公開００／３７５８５号）、欧州特許３５８２０８号（米国特許５２１１８７７号）、欧州特許６６１３７号（米国特許４３８８４５３号）、国際公開９３／２２３９７号、欧州特許０２６１７１２号、ドイツ特許１９５０４２２４号、ドイツ特許４４０８１７１号、および英国特許２２８０４４５号等に記載の重合性メソゲン化合物等が使用できる。このような重合性メソゲン化合物の具体例としては、例えば、ＢＡＳＦ社の商品名Ｐａｌｉｏｃｏｌｏｕｒ  ＬＣ２４２、Ｍｅｒｃｋ社の商品名Ｅ７、Ｗａｃｋｅｒ−Ｃｈｅｍ社の商品名ＬＣ−Ｓｉｌｌｉｃｏｎ−ＣＣ３７６７が挙げられる。また、１官能又は２官能反応性メソゲン化合物として、下記のような材料も好適に用いることができる。
【０１０９】
【化１】
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【化２】
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【化３】
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【化４】
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【化５】
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【化６】
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【化７】
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【化８】
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【０１１０】
上記ネマティック液晶性をカイラルネマティック配向させる目的においては、カイラル剤を用いることが好ましい。カイラル剤の含有量は、用いるカイラル剤やネマティック液晶の種類、あるいは、旋光素子（液晶層）の厚み等によって適宜選択し得るが、液晶層を４５°捩れさせるのに適したコレステリックピッチを形成する観点においては、ネマティック液晶性材料１００重量部に対してカイラル剤の添加量が０．０００５〜０．５重量部であることが好ましく、０．００１〜０．３重量部がより好ましく、０．００５〜０．１２重量部がさらに好ましい。カイラル剤の添加量が過度に低いと液晶の捩れが小さくなるために、例えば４５°捩れた液晶層を得るための厚みを過度に大きくすることを要し、液晶層の生産性や厚みの均一性に劣る場合がある。また、カイラル剤の添加量が過度に高いと、液晶性材料が液晶状態を呈しにくくなる（液晶相を示す温度範囲が狭くなる）ために、製造時の温度制御をきわめて精密に行うことを要する場合がある。また、４５°捩れた液晶層とするための厚みが小さくなるための厚みが小さくなるために、液晶表示装置のＹ値が大きくなり、良好な黒表示を得られない場合がある。なお、カイラル剤は、単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１１１】
上記カイラル剤としては、液晶性材料を所望のカイラルネマティック配向し得る任意の適切な材料が採用され得る。添加するカイラル剤は光学活性基を有し、液晶性液晶化合物と混合したときにその配向性を乱さないものを好適に用い得る。カイラル剤は、液晶性を有していてもよく液晶性を有しなくてもよい。また、カイラル剤は反応性基を有するのもの有しないもののいずれも使用できるが、旋光素子（液晶層）の耐熱性、耐溶剤性の観点からは反応性基を有するものを好適に用い得る。反応性基としては、例えば、（メタ）アクリロイルオキシ基、アジド基、エポキシ基などが挙げられるが、重合性液晶化合物の重合反応性基と同様の（メタ）アクリロイルオキシ基が好ましい。また、耐熱性、耐溶剤性の観点からすると重合反応性基は２つ以上有するものが好ましい。
【０１１２】
重合性官能基を２つ以上有するカイラル剤としては、例えば下記のような材料が挙げられる。
【化９】
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【化１０】
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【化１１】
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【化１２】
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【０１１３】
また、カイラル剤としては、ＢＡＳＦ社の商品名「Ｐａｌｉｏｃｏｌｏｕｒ  ＬＣ７５６」等、市販のものを用いることもできる。
【０１１４】
このようなカイラル剤の捩り力は、好ましくは１×１０−８ｎｍ−１・（ｗｔ％）−１以上であり、さらに好ましくは１×１０−７ｎｍ−１・（ｗｔ％）−１〜１×１０−２ｎｍ−１・（ｗｔ％）−１であり、最も好ましくは１×１０−６ｎｍ−１・（ｗｔ％）−１〜１×１０−３ｎｍ−１・（ｗｔ％）−１である。このような捩り力を有するカイラル剤を用いることにより、液晶層のコレステリックピッチを所望の範囲に制御することが可能となる。
【０１１５】
液晶層の形成においては、上記液晶性化合物、カイラル剤やその他の添加剤を含む液晶組成物を、溶剤中に溶解、あるいは分散させた液を基材上に塗布する方法が好適に用いられる。かかる液晶組成物には、重合開始剤、架橋剤（硬化剤）等を含むことが好ましい。重合開始剤や架橋剤を用いることにより、液晶性材料が液晶状態で形成した液晶層を固定化することができる。このような重合開始剤または架橋剤としては、本発明の効果が得られる限りにおいて任意の適切な物質が採用され得る。重合開始剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド（ＢＰＯ）、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）が挙げられる。また、チバ・ジャパン製の商品名イルガキュア１８４、イルガキュア９０７、イルガキュア３６９、イルガキュア６５１等の市販の重合開始剤も好適に用い得る。架橋剤（硬化剤）としては、例えば、紫外線硬化剤、光硬化剤、熱硬化剤が挙げられる。より具体的には、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、金属キレート架橋剤等が挙げられる。これらは、単独で、または２種以上を組み合わせて用いられ得る。
【０１１６】
重合開始剤または架橋剤の含有量は、ネマティック液晶性化合物１００重量部に対して、好ましくは０.０１〜１５重量％であり、より好ましくは０.１〜１０重量％であり、さらに好ましくは１〜７重量％である。重合開始剤または架橋剤の含有量が過度に小さいと、液晶層の固定化が不十分となる場合がある。また、重合開始剤または架橋剤の含有量が過度に大きいと、上記液晶性材料が液晶相を示す温度範囲が狭くなり、液晶層を形成する際の温度制御が困難となる場合がある。
【０１１７】
上記液晶組成物は、必要に応じて、任意の適切な添加剤をさらに含有し得る。添加剤としては、劣化防止剤、変性剤、界面活性剤、染料、顔料、変色防止剤、紫外線吸収剤等が挙げられる。これらの添加剤は、単独で、又は２種以上を組み合わせて用いられ得る。より具体的には、上記劣化防止剤としては、例えば、フェノール系化合物、アミン系化合物、有機硫黄系化合物、ホスフィン系化合物が挙げられる。上記変性剤としては、例えば、グリコール類、シリコーン類やアルコール類が挙げられる。上記界面活性剤は、光学補償層の表面を平滑にする目的等で添加され、例えば、シリコーン系、アクリル系、フッ素系の界面活性剤が使用できる。
【０１１８】
液晶層の形成方法としては、本願発明の効果を損なわない範囲において任意の適切な方法が採用され得る。その代表的な形成方法は、上記液晶組成物を溶剤に溶解した溶液を基板上に展開して展開層を形成する工程と、当該液晶組成物中の液晶性材料がカイラルネマティック液晶相を示すように当該展開層を加熱する工程を有する。なお、かかる加熱は溶剤の乾燥を兼ねていてもよい。さらに、任意に当該展開層に重合処理及び架橋処理の少なくとも１つを施して、当該液晶性材料の配向を固定する工程、基板上に形成された液晶層を他の基材へ転写する工程とを含むことが好ましい。以下、当該形成方法の具体的な手順を説明する。
【０１１９】
まず、液晶性材料、カイラル剤、及び必要に応じて重合開始剤又は架橋剤、並びに各種添加剤を溶媒に溶解又は分散し、液晶塗布液を調製する。液晶性材料、カイラル剤、重合開始剤、架橋剤及び添加剤は、上記で説明したとおりである。液晶塗布液に用いられる溶媒は、特に制限されない。具体例としては、クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタン、テトラクロロエタン、塩化メチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、クロロベンゼン、オルソジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、フェノール、ｐ−クロロフェノール、ｏ−クロロフェノール、ｍ−クレゾール、ｏ−クレゾール、ｐ−クレゾール等のフェノール類、ベンゼン、トルエン、キシレン、メトキシベンゼン、１，２−ジメトキシベンゼン等の芳香族炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒、ｔ−ブチルアルコール、グリセリン、エチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、２−メチル−２，４−ペンタンジオールのようなアルコール系溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドのようなアミド系溶媒、アセトニトリル、ブチロニトリルのようなニトリル系溶媒、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンのようなエーテル系溶媒、あるいは二硫化炭素、エチルセロソルブ、ブチルセルソルブ等が挙げられる。これらの中でも好ましくは、トルエン、キシレン、メシチレン、ＭＥＫ、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル、酢酸エチルセロソルブである。これらの溶媒は、単独で、又は２種以上を組み合わせて用いられ得る。
【０１２０】
次に、上記液晶塗布液を、基板上に塗布して展開層を形成する。展開層を形成する方法としては、任意の適切な方法（代表的には、塗布液を流動展開させる方法）が採用され得る。具体例としては、ロールコート法、ダイコート法、スピンコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、エクストルージョン法、カーテンコート法、スプレーコート法が挙げられる。
【０１２１】
上記基板としては、上記液晶性材料を配向させることができる任意の適切な基板が採用され得る。代表的には、各種プラスチックフィルムが挙げられる。プラスチックとしては、特に制限されないが、例えば、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ（４−メチルペンテン−１）等のポリオレフィン、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリケトンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリアリレート、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン、セルロース系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。また、アルミ、銅、鉄等の金属製基板、セラミック製基板、ガラス製基板等の表面に、上記のようなプラスチックフィルムやシートを配置したものも使用できる。また、上記基板あるいは上記プラスチックフィルム又はシートの表面にＳｉＯ２斜方蒸着膜を形成したものも使用できる。基板の厚みは、好ましくは５μｍ〜５００μｍであり、さらに好ましくは１０μｍ〜２００μｍであり、最も好ましくは１５μｍ〜１５０μｍである。このような厚みであれば、基板として十分な強度を有するので、例えば製造時に破断する等の問題の発生を防止できる。
【０１２２】
また、上記基板は液晶配向膜を備えるものであることが好ましい。配向膜としては、従来より知られている各種のものを使用でき、たとえば、基材上にポリイミドやポリビニルアルコール等からなる薄膜を形成してそれをラビングする方法により形成したもの延伸フィルム、シンナメート骨格やアゾベンゼン骨格を有するポリマー又はポリイミドに偏光紫外線を照射したもの等を用いることができる。
【０１２３】
液晶層を長尺のロール状に作成する場合において、かかる配向膜は、生産性の観点からそのフィルム長手方向、すなわち搬送方向に配向方向を有していることが好ましい。また、フィルム搬送方向に配向方向を有していれば、長手方向に吸収軸を有する長尺の偏光板とロール・トウー・ロールで積層して、旋光素子を備える長尺の積層偏光板とできる点においても好ましい。また、配向膜としては前述の如く延伸フィルムを用いることもできる。さらには、例えばヨウ素系の偏光子はフィルム長手方向に延伸されたものであるため、偏光子を液晶配向膜として代替し、偏光子の上に液晶塗布液を塗布することも可能である。その他、偏光子の保護フィルムや、後述する光学補償層（光学補償フィルム）等の、液晶パネルに用いられる部材を配向膜として用いることで、液晶パネル生産の工程数や、フィルムの積層数を削減することができる。
【０１２４】
上記液晶塗布液の塗布量は、塗布液の濃度や目的とする層の厚み等に応じて適宜設定され得るが、液晶層の厚みを均一とする観点からは、塗布厚み（ウェット厚み）は１〜１００μｍであることが好ましく、２〜５０μｍであることがより好ましい。なお、本発明においては、前述の如く、黒表示の色付きを防止する観点においては、厚みを大きくする必要が生じる場合がある。このような場合で塗布厚みが上記範囲を超える場合は、厚みを均一とする観点から、上記範囲の厚みでの塗布を複数回行う方法を採用することが好ましい。例えば、４５°の捩れ角を有する液晶層を作製するにあたり、２２．５°の捩れ角となる厚みで２回塗布する方法や、１５°の捩れ角となる厚みで３回塗布する方法を採用することができる。例えば１５°の捩れ角となる厚みで３回塗布する方法の場合、１層目が０から１５°、２層目が１５から３０°、３層目が３０から４５°と、各層が１５°ずつ回転した配置とすることで、４５°の捩れ角を達成することができる。
【０１２５】
この場合、１層目を乾燥する前にウェットの状態で２層目、３層目を塗布することもできるが、厚みの均一性の観点からは１層目を塗布した後に一旦乾燥、及び必要に応じて硬化して液晶層の配向を固定した後に２層目を塗布し、さらに２層目の液晶層の配向を固定した後に３層目を塗布するというように、液晶層の塗布と配向の固定を順次行うことが好ましい。このように順次塗布する場合において、各層の塗布前に、配向膜を形成しておいてもよいが、液晶の配向が固定されている状態であれば、その液晶配向層が配向膜と同様に作用するため、配向膜を形成せずとも目的とする捩れ角（４５°）を達成することができる。例えば１５°の液晶層を３層塗布する場合においては、１層目の表層において液晶分子が１５°の方向に配向しているため、２層目の展開層における１層目と隣接する面においては液晶分子が１５°に配向し、かかる展開層を固化した場合は１５から３０°の捩れ角を有することとなる。同様に液晶分子が３０°の方向に配向した２層目の表層が配向膜の役割を果たし、３層目は３０〜４５°の捩れ角を有する液晶層とすることができる。なお、１５°の捩れ角を有する液晶層を３層塗布する場合を例に述べたが、他の捩れ角を有する液晶層を複数回塗布する場合であっても、同様にすることができる。
【０１２６】
また、あらかじめ複数の液晶層を作成しておき、これらを所定の角度、例えば１５°の捩れ角を有する液晶層を３層積層する場合であれば各層を１５°ずつ回転させて配置する方法によって、４５°の捩れ角を有する液晶層とすることもできる。
【０１２７】
基材（配向膜）上に展開された展開層に加熱処理を施すことによって、上記液晶性材料が液晶相を示す状態で配向させることができる。上記展開層には、上記液晶性材料と共にカイラル剤が含まれているので、上記液晶性材料が、液晶相を示す状態で捻りを付与されて配向する。その結果、展開層（を構成する液晶性材料）がカイラルネマティック配向（らせん配向）を示す。
【０１２８】
上記加熱処理の温度条件は、上記液晶性材料の種類に応じて適宜設定され得る。具体的には、液晶性材料が液晶性を示す温度に加熱することが好ましく、例えば、「化１」として前記した液晶性材料の場合、液晶性を示す温度範囲は概ね９０〜１８５℃の範囲であり、この範囲に加熱することが好ましく、液晶性材料に十分な配向性を付与する観点からは、加熱温度は１２０℃以上であることがより好ましく、基材の耐熱性を考慮して、その選択の幅を拡げる観点からは、加熱温度は１６０℃以下であることが好ましい。また、加熱時間は、好ましくは３０秒以上であり、さらに好ましくは１分以上である。処理時間が過度に短いと、液晶性材料が十分に液晶状態をとらない場合がある。一方、加熱時間は、好ましくは１０分以下であり、さらに好ましくは８分以下であり、最も好ましくは７分以下である。加熱時間が過度に長いと、添加剤が昇華する等の不具合を生じる場合がある。
【０１２９】
次に、上記液晶性材料がカイラルネマティック配向を示した状態で、展開層に重合処理又は架橋処理を施すことにより、当該液晶性材料の配向を固定する。より具体的には、重合処理を行うことにより、上記液晶性材料（重合性モノマー）及び／又はカイラル剤（重合性カイラル剤）が重合し、重合性モノマー及び／又は重合性カイラル剤がポリマー分子の繰り返し単位として固定される。また、架橋処理を行うことにより、上記液晶性材料（架橋性モノマー）及び／又はカイラル剤が３次元の網目構造を形成し、当該架橋性モノマー及び／又はカイラル剤が架橋構造の一部として固定される。結果として、液晶性材料の配向状態が固定される。なお、液晶性材料が重合又は架橋して形成されるポリマー又は３次元網目構造は相状態の転移を生じず、厳密に言うと「非液晶性」である。したがって、形成された液晶層においては、例えば、液晶分子に特有の温度変化による液晶相、ガラス相、結晶相への転移が起こらず、温度による配向変化が生じない。その結果、形成された液晶層は、温度に影響を受けることがなく、安定した旋光性を示すことができる。
【０１３０】
上記重合処理又は架橋処理の具体的手順は、使用する重合開始剤や架橋剤の種類によって適宜選択され得る。例えば、光重合開始剤又は光架橋剤を使用する場合には光照射を行えばよく、紫外線重合開始剤又は紫外線架橋剤を使用する場合には紫外線照射を行えばよく、熱による重合開始剤又は架橋剤を使用する場合には加熱を行えばよい。光又は紫外線の照射時間、照射強度、合計の照射量等は、液晶性材料の種類、基板の種類、液晶層に所望される特性等に応じて適宜設定され得る。同様に、加熱温度、加熱時間等も目的に応じて適宜設定され得る。
【０１３１】
このようにして基板（配向膜）上に形成された液晶層はそのまま用いてもよいし、基板から剥離して用いてもよい。さらには、別のフィルム、例えば偏光板や液晶セル、その他のフィルム等に転写して用いることもできる。また、転写を複数回行って、液晶層の配向角度や面の表裏を調整することもできる。転写は粘着剤を介して行うことが好ましく、転写を複数回行う場合は、例えば順次粘着力の高い粘着剤を用いる方法等を好適に採用し得る。
【０１３２】
［液晶パネルの形成］
本発明の液晶パネルは、上記の液晶セル１０、第１の偏光板２１、第２の偏光板２２、第１の旋光素子３１、第２の旋光素子３２を用いて、任意の適切な方法で形成し得る。また、本発明の液晶パネルは、上記以外の光学層やその他の部材を含むこともできる。その例としては、前述した反射防止層、スティッキング防止層、拡散層やアンチグレア層等の表面処理層や輝度向上フィルム等が挙げられる。また、光学等方性フィルムや位相差層（光学補償フィルム）等を含むこともできる。特に、本発明の液晶パネルにおいては、位相差層は第１の偏光板２１と液晶セル１０の間、及び、第２の偏光板２２と液晶セル１０の間のいずれか一方又は両方に位相差層を有することが好ましい。
【０１３３】
［位相差層］
位相差層としては、高分子材料を一軸又は二軸延伸処理してなる延伸位相差フィルム、液晶性ポリマーの配向フィルム、液晶性ポリマーの配向層をフィルムにて支持したもの等が挙げられる。延伸処理は、例えばロール延伸法、長間隙沿延伸法、テンター延伸法、チューブラー延伸法等により行うことができる。延伸倍率は、一軸延伸の場合には１．１〜３倍程度が一般的である。光学補償層の厚みも特に制限されないが、位相差板として延伸フィルムを採用する場合において、その厚みは一般的に１０〜２００μｍ、好ましくは２０〜１００μｍである。
【０１３４】
前記位相差層に用いられるポリマー材料としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリメチルビニルエーテル、ポリヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルファイド、ポリフェニレンオキサイド、ポリアリルスルホン、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ポリイミド、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、セルロース系樹脂、又はこれらの二元系、三元系各種共重合体、グラフト共重合体、ブレンド物等が挙げられる。これら高分子素材は延伸等により配向物（延伸フィルム）となる。
【０１３５】
前記液晶性ポリマーとしては、例えば、液晶配向性を付与する共役性の直線状原子団（メソゲン）がポリマーの主鎖や側鎖に導入された主鎖型や側鎖型の各種のもの等が挙げられる。主鎖型の液晶性ポリマーの具体例としては、屈曲性を付与するスペーサー部でメソゲン基を結合した構造の、例えばネマティック配向性のポリエステル系液晶性ポリマー、ディスコティック液晶性ポリマーやコレステリック液晶性ポリマー等が挙げられる。側鎖型の液晶性ポリマーの具体例としては、ポリシロキサン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート又はポリマロネートを主鎖骨格とし、側鎖として共役性の原子団からなるスペーサー部を介してネマティック配向付与性のパラ置換環状化合物単位からなるメソゲン部を有するもの等が挙げられる。これら液晶性ポリマーは、例えば、ガラス製基板上に形成したポリイミドやポリビニルアルコール等の薄膜の表面をラビング処理したもの、酸化ケイ素を斜方蒸着したもの等の配向処理面上に液晶性ポリマーの溶液を展開して熱処理することにより行われる。
【０１３６】
位相差層は、例えば各種波長板や液晶層の複屈折による着色や視角等の補償を目的としたもの等の使用目的に応じた適宜な位相差を有するものであってよく、２種以上の位相差板を積層して位相差等の光学特性を制御したもの等であってもよい。なお、位相差板としては、フィルムのみならず、ポリマーのコーティング層等を用いることもできる。また、偏光子保護フィルムとしての透明フィルムに位相差層としての機能を持たてもよいことは前述の通りである。
【０１３７】
視角補償層は、位相差層の一種であり、液晶表示装置の画面を、画面に垂直でなくやや斜めの方向から見た場合でも、画像が比較的鮮明に見えるように視野角を広げるためのフィルムである。このような視角補償層としては、液晶性ポリマー等の配向フィルムや透明基材上に液晶性ポリマー等の配向層を支持したもの等からなる。一般に位相差層としては、その面方向に一軸に延伸された複屈折を有するポリマーフィルムが用いられるのに対し、視角補償層として用いられる位相差層には、面方向に二軸に延伸された複屈折を有するポリマーフィルムや、面方向に一軸に延伸され厚み方向にも延伸された厚み方向の屈折率を制御した複屈折を有するポリマーや傾斜配向フィルムのような二方向延伸フィルム等が好適に用いられる。傾斜配向フィルムとしては、例えばポリマーフィルムに熱収縮フィルムを接着して加熱によるその収縮力の作用下にポリマーフィルムを延伸処理又は／及び収縮処理したものや、液晶性ポリマーを斜め配向させたもの等が挙げられる。位相差板の素材原料ポリマーは、先の位相差板で説明したポリマーと同様のものが用いられ、液晶セルによる位相差に基づく視野角の変化による着色等の防止や良視認の視野角の拡大等を目的とした適宜なものを用いうる。
【０１３８】
特に、ＴＮモードの液晶パネルにおいては、良視認の広い視野角を達成する点等より、液晶の光軸がハイブリッド配向した所謂Ｏプレートを用いることが好ましい。Ｏプレートとしては、例えば、光学的に正又は負の一軸性を示す液晶材料により形成され、かつ当該材料が傾斜配向している部分を有するものが挙げられる。光学的に正の一軸性を示す材料とは、三次元屈折率楕円体において一方向の主軸の屈折率が他の２方向の屈折率よりも大きい材料を示す。光学的に負の一軸性を示す材料とは、三次元屈折率楕円体において、一方向の主軸の屈折率が他の２方向の屈折率よりも小さい材料を示す。また、これらの材料を主成分とし、その他のオリゴマーやポリマーと混合、反応させて、正又は負の一軸性を示す材料が傾斜配向した状態を固定化してフィルム状にしたものが挙げられる。液晶化合物を用いるにあたって、液晶分子の傾斜配向状態は、その分子構造、配向膜の種類及び光学異方性層内に適宜に加えられる添加剤（たとえば、可塑剤、バインダー、界面活性剤）の使用によって制御できる。
【０１３９】
かかるＯプレートは、光学的に正又は負の一軸性を示す液晶材料により形成されるが、光学的に負の一軸性を示す液晶材料を用いるのが好ましい。光学的に負の一軸性を示す液晶材料としては、ディスコティック液晶化合物等の液晶系材料が好ましい。
【０１４０】
（ディスコティック液晶層）
ディスコティック液晶層は、通常、重合性不飽和基を有するディスコティック液晶化合物の配向、硬化により形成される。ディスコティック液晶層は、液晶光学補償層として有用であり、視野角、コントラスト、明るさ等を向上させうる。ディスコティック液晶層は、ディスコティック液晶化合物が傾斜配向しているものが好適である。ディスコティック液晶層の厚さは、通常、０．５〜１０μｍ程度である。
【０１４１】
ディスコティック液晶化合物とは、負の屈折率異方性（一軸性）を有するものであり、例えば、Ｃ．Ｄｅｓｔｒａｄｅらの研究報告、Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．７１巻、１１１頁（１９８１年）に記載されている、ベンゼン誘導体や、Ｂ．Ｋｏｈｎｅらの研究報告、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．９６巻、７０頁（１９８４年）に記載されたシクロヘキサン誘導体及びＪ．Ｍ．Ｌｅｈｎらの研究報告、Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，１７９４頁（１９８５年）、Ｊ．Ｚｈａｎｇらの研究報告、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１１６巻、２６５５頁（１９９４年）に記載されているアザクラウン系やフェニルアセチレン系マクロサイクル等が挙げられ、一般的にこれらを分子中心の母核とし、直鎖のアルキル基やアルコキシ基、置換ベンゾイルオキシ基等がその直鎖として放射状に置換された構造であり、液晶性を示し、一般的にディスコティック液晶と呼ばれるものが含まれる。ただし、分子自身が負の一軸性を有し、一定の配向を付与できるものであれば上記記載に限定されるものではない。また、本発明において、ディスコティック液晶化合物は、熱、光等で硬化反応する重合性不飽和基（例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基、アリル基等が挙げられる）を有するものが通常用いられる。なお、ディスコティック液晶層は、最終的にできた物が前記化合物である必要はなく、重合性不飽和基の反応により重合又は架橋し、高分子量化し液晶性を失ったものも含まれる。
【０１４２】
またディスコティック液晶化合物は、種々のディスコティック液晶化合物、及び他の低分子化合物やポリマーとの反応により、もはや液晶性を示さなくなったディスコティック液晶の反応生成物等のように、分子自身が光学的に負の一軸性を有する化合物全般を意味する。
【０１４３】
（ネマティック液晶層）
一方、光学的に正の一軸性を示す液晶材料としてはネマティック液晶化合物が挙げられる。ネマティック液晶化合物としては、ネマティック液晶性モノマー及び／又はポリマーが挙げられる。
【０１４４】
ネマティック液晶性モノマーとしては、末端にアクリロイル基、メタクリロイル基等の重合性官能基を有し、これに環状単位等からなるメソゲン基を有するものが挙げられる。また重合性官能基として、アクリロイル基、メタアクリロイル基等を２つ以上有するものを用いて架橋構造を導入して耐久性を向上させることもできる。メソゲン基となる前記環状単位としては、たとえば、ビフェニル系、フェニルベンゾエート系、フェニルシクロヘキサン系、アゾキシベンゼン系、アゾメチン系、アゾベンゼン系、フェニルピリミジン系、ジフェニルアセチレン系、ジフェニルベンゾエート系、ビシクロへキサン系、シクロヘキシルベンゼン系、ターフェニル系等が挙げられる。なお、これら環状単位の末端は、たとえば、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン基等の置換基を有していてもよい。
【０１４５】
主鎖型の液晶ポリマーとしては、芳香族単位等からなるメソゲン基を結合した構造を有する縮合系のポリマー、たとえば、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリカーボネート系、ポリエステルイミド系等のポリマーが挙げられる。メソゲン基となる前記芳香族単位としては、フェニル系、ビフェニル系、ナフタレン系のものが挙げられ、これら芳香族単位は、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン基等の置換基を有していてもよい。
【０１４６】
側鎖型の液晶ポリマーとしては、ポリアクリレート系、ポリメタクリレート系、ポリシロキサン系、ポリマロネート系の主鎖を骨格とし、側鎖に環状単位等からなるメソゲン基を有するものが挙げられる。メソゲン基となる前記環状単位としては、たとえば、ビフェニル系、フェニルベンゾエート系、フェニルシクロヘキサン系、アゾキシベンゼン系、アゾメチン系、アゾベンゼン系、フェニルピリミジン系、ジフェニルアセチレン系、ジフェニルベンゾエート系、ビシクロへキサン系、シクロヘキシルベンゼン系、ターフェニル系等が挙げられる。なお、これら環状単位の末端は、たとえば、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン基等の置換基を有していてもよい。
【０１４７】
前記重合性液晶モノマー、液晶ポリマーのいずれのメソゲン基も屈曲性を付与するスペーサー部を介して結合していてもよい。スペーサー部としては、ポリメチレン鎖、ポリオキシメチレン鎖等が挙げられる。スペーサー部を形成する構造単位の繰り返し数は、メソゲン部の化学構造により適宜に決定されるがポリメチレン鎖の繰り返し単位は０〜２０、好ましくは２〜１２、ポリオキシメチレン鎖の繰り返し単位は０〜１０、好ましくは１〜３である。
【０１４８】
（液晶光学補償層の製造方法）
本発明の液晶パネルに位相差層として液晶の光軸が傾斜配向した液晶層を用いる場合、その製造方法は特に限定されないが、透明支持体上にディスコティック又はネマティック液晶のハイブリッド配向層を形成する手段としては、例えば、電場や磁場等の印加下あるいは支持体をラビング処理したものや、配向膜を塗布してそれをラビング処理や紫外線照射することにより重合性液晶や高分子液晶を所定方向に配向させ、その後、前者の場合には光や熱、後者の場合には急冷により液晶の配向状態を固定化する等の方法を用いることができる。特に配向の均一性の観点からは、配向膜が形成された支持体上に液晶組成物を塗布し、必要に応じて固化（乾燥）、硬化によって配向を固定する方法を好適に用い得る。
【０１４９】
透明支持体としては、光学的に透明であれば特に限定はなく、前記偏光板の保護フィルムとして例示したもの等を用いることができる。透明支持体は、前記偏光板の保護フィルムを兼ねることができる。
【０１５０】
液晶層を所定の方向に配向させるためには、前述の如く電場や磁場の印加、ラビング処理や配向膜等による方法を用いることができるが、配向の均一性の観点からは、配向膜を用いることが好ましい。配向膜としては、従来より知られている各種のものを使用でき、例えば、無機物斜方蒸着膜、或いは特定の有機高分子膜をラビングした配向膜が挙げられる。アゾベンゼン誘導体からなるＬＢ膜のように光により異性化を起こし、分子が方向性を持って均一に配列する薄膜等もある。有機高分子の配向膜としては、ポリイミド膜や、アルキル鎖変性系ポバール、ポリビニルブチラール、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール等の有機高分子膜が挙げられる。その他、無機物斜方蒸着膜として、ＳｉＯ斜方蒸着膜等を用いることもできる。
【０１５１】
また、他の配向基材上にディスコティック液晶又はネマティック液晶を傾斜配向させた後、透明支持体上に光学的に透明な接着剤又は粘着剤を利用して転写することにより形成することも可能である。
【０１５２】
液晶光学補償層として、光学的に正の一軸性を示す液晶材料、負の一軸性を示す液晶材料のいずれを用いる場合であっても、液晶分子は、配向膜の配向処理方向に配向する傾向がある。そのため、ネマティック液晶のように、正の一軸性を示す液晶材料を用いた場合は、配向膜の配向方向が位相差層の遅相軸方向と等しく、ディスコティック液晶のように、負の一軸性を示す液晶材料を用いた場合は、配向膜の配向方向が位相差層の進相軸方向と等しくなる傾向がある。
【０１５３】
なお、ディスコティック液晶層としては、特開平８−９５０３２号公報や、特開平７−２８７１２０号公報に記載のもの等が好適に用いられる。このようなディスコティック液晶のハイブリッド配向層をセルロース系フィルム上に形成させたものとして富士フィルム社製の商品名「ワイドビューフィルム」がある。また、ネマティック液晶層としては、特開平９−２１９１４号公報や特開平９−２６５７２号公報等に記載のものが好適に用いられる。このようなネマティック液晶のハイブリッド配向層をセルロース系フィルム上に形成させたものとして新日本石油社製の商品名「ＮＨフィルム」がある。
【０１５４】
（位相差層の配置）
位相差層は偏光板と液晶セルの間であれば、偏光板と旋光素子の間、旋光素子と偏光板の間のいずれに配置することもできる。従来の液晶パネルと同様の位相差層を用いて、光学補償を行う観点からは、液晶セルと旋光素子の間に位相差層を配置することが好ましい。一方、偏光板と旋光素子の間に位相差層を配置する場合は、液晶パネルにおいて、偏光板と位相差層の光学軸が平行又は直交に配置される構成を好適に採用し得る。そのため、偏光板と位相差層が積層された積層偏光板をロール・トゥー・ロールで作製することができる点において、生産性に優れる。
【０１５５】
本発明の液晶パネルがＴＮモードの液晶セルを採用する場合は、基板付近の液晶分子の複屈折を光学的に補償する観点から、液晶セルと旋光素子の間に位相差層を配置することが好ましい。また、液晶パネルがＴＮモードの液晶セルを採用する場合、位相差層としては、前述の如く、液晶分子がハイブリッド配向したＯプレートが好適である。特に好ましい構成においては、図３の（ａ）や図４に示すように、液晶セル１０と第１の旋光素子３１の間に第１の位相差層４１を有し、液晶セル１０と第２の旋光素子３２の間に第１の位相差層４２を有する。このような構成とすることで、正面コントラストに優れ、かつ斜め方向からの視認性にも優れる液晶表示装置とすることができる。
【０１５６】
また、ＴＮモードの液晶パネルにおいて、位相差層として液晶分子がハイブリッド配向したＯプレートを採用する場合においては、液晶分子の配向方向のフィルム面への投影が、偏光板の吸収軸方向、あるいは液晶セルの基板の配向方向と平行または直交であることが好ましい。
【０１５７】
より具体的には、図３の（ａ）のように、液晶セル１０と第１の旋光素子３１との間に第１の位相差層４１を有し、液晶セル１０と第２の旋光素子３２との間に第１の位相差層４２を有する場合、第１の位相差層４１における液晶分子の配向方向のフィルム面への投影７が液晶セル１０の第１の配向基板１１の配向方向と平行であり、第２の位相差層４２における液晶分子の配向方向のフィルム面への投影８が液晶セル１０の第２の配向基板１２の配向方向と平行である構成を好適に採用し得る。特に、図４の（ａ）及び（ｂ）に示すように、両者の基板付近の液晶分子のダイレクタ方向の投影が反平行となるように配置することが好ましい。
【０１５８】
また、図３の（ｂ）のように、第１の偏光板２１と第１の旋光素子３１との間に第１の位相差層４１を有し、第２の偏光板２２と第２の旋光素子３２との間に第１の位相差層４２を有する場合、第１の位相差層４１における液晶分子の配向方向のフィルム面への投影７が第１の偏光板２１の吸収軸配向方向３と平行であり、第２の位相差層４２における液晶分子の配向方向のフィルム面への投影８が第２の偏光板２２の吸収軸方向４と平行である構成や、第１の位相差層４１における液晶分子の配向方向のフィルム面への投影７が第１の偏光板２１の吸収軸配向方向３と直交し、第２の位相差層４２における液晶分子の配向方向のフィルム面への投影８が第２の偏光板２２の吸収軸方向４と直交する構成が好適である。このような構成とすることで、正面コントラストに優れ、かつ斜め方向からの視認性にも優れる液晶表示装置とすることができる。
【０１５９】
なお、上記の位相差層における液晶分子のダイレクタ方向のフィルム面への投影７および８は、正の一軸性を示す液晶材料を用いた場合は、位相差層の遅相軸方向と略等しく、負の一軸性を示す液晶材料を用いた場合は、位相差層の進相軸方向と略等しくなる傾向がある。そのため、結果として、かかる配向方向のフィルム面への投影は、Ｏプレートの液晶層を形成する際の配向膜の配向方向と略等しくなる。
【０１６０】
（輝度向上フィルム）
前記輝度向上フィルムとしては、特に限定されず、例えば、誘電体の多層薄膜や、屈折率異方性が相違する薄膜フィルムの多層積層体のような、所定の偏光方向の直線偏光を透過して、他の光を反射する特性を示すもの等が使用できる。このような輝度向上フィルムとしては、例えば、３Ｍ社製の商品名「Ｄ-ＢＥＦ」等が挙げられる。また、コレステリック液晶層、特にコレステリック液晶性ポリマーの配向フィルムや、その配向層をフィルム基材上に支持したもの等が使用できる。これらは、左右一方の円偏光を反射して、他の光は透過する特性を示すものであり、例えば、日東電工社製の商品名「ＰＣＦ３５０」、Ｍｅｒｃｋ社製の商品名「Ｔｒａｎｓｍａｘ」等が挙げられる。
【０１６１】
（各部材の積層）
各部材は、それぞれ接着剤層や粘着剤層等を介して積層することが好ましい。その場合、接着剤又は粘着剤は透明で、可視光領域に吸収を有さず、屈折率は、各層の屈折率と可及的に近いことが表面反射の抑制の観点より望ましい。接着剤としては、偏光子と保護フィルムの積層において前記したもの等を好適に用い得る。また、粘着剤としては、アクリル系重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエーテル、フッ素系やゴム系等のポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。特に、アクリル系粘着剤の如く光学的透明性に優れ、適度な濡れ性と凝集性と接着性の粘着特性を示して、耐候性や耐熱性等に優れるものが好ましく用いうる。
【０１６２】
また上記に加えて、吸湿による発泡現象や剥がれ現象の防止、熱膨張差等による光学特性の低下や液晶セルの反り防止、ひいては高品質で耐久性に優れる液晶表示装置の形成性等の点より、吸湿率が低くて耐熱性に優れる粘着剤層が好ましい。
【０１６３】
粘着剤層は、例えば天然物や合成物の樹脂類、特に、粘着性付与樹脂や、ガラス繊維、ガラスビーズ、金属粉、その他の無機粉末等からなる充填剤や顔料、着色剤、酸化防止剤等の粘着剤層に添加されることの添加剤を含有していてもよい。また微粒子を含有して光拡散性を示す粘着剤層等であってもよい。粘着剤層の厚みは、使用目的や接着力等に応じて適宜に決定できるが、一般には１〜５００μｍであり、２〜２００μｍが好ましく、３〜１００μｍがより好ましく、４〜５０μｍがさらに好ましい。
【０１６４】
（液晶パネルの形成順序）
本発明において、液晶パネルの形成順序は特に限定されず、各部材を順次別個に積層する方式にて形成してもよく、予めいくつかの部材を積層したものを用いることもできる。また、その積層順序は特に制限されないが、本発明においては、偏光板と旋光素子、及び必要に応じて表面処理層や位相差層、輝度向上フィルム等を積層した積層偏光板を予め用意し、これを液晶セルと積層することによって、品質の安定性や組立の作業性に優れたものとすることができる。
【０１６５】
なお、前記偏光板、あるいは積層偏光板と液晶セルの積層は、前述の如く粘着剤、就中アクリル系粘着剤層を介して積層することが好ましい。特に、生産性や作業性の観点からは、偏光板の液晶セルと貼り合わせる側の面に粘着剤層を備えたものとして予め用意し、これを液晶セルと積層することが好ましい。
【０１６６】
また、本発明において、偏光板と旋光素子、及び必要に応じてその他の光学層を積層した積層偏光板は、生産性の観点からは、偏光板と旋光素子等をロール・トゥー・ロールで積層して長尺積層偏光板として用いることが好ましい。また、前述の如く偏光子の保護フィルムや光学補償層（位相差板）を支持体（配向膜）として、これに旋光素子としての液晶層を形成するための液晶塗布液を連続的に塗布することで旋光素子を備える長尺の積層偏光板とすることもできる。
【０１６７】
このようにして得られた（積層）偏光板は、所定の大きさに加工した後に、液晶セルと貼り合せることが好ましい。本発明においては、前述のように、偏光板の吸収軸方向と矩形の長辺方向とが平行又は直交である矩形に偏光板を切り出すことが好ましい。かかる構成を採用することで、偏光板の生産性や使用効率を高めることができ、さらに大型の液晶パネルへの対応も容易となり得る。
【０１６８】
前記（積層）偏光板に液晶セルと積層するための粘着剤層を設ける場合、粘着剤の付設は長尺積層偏光板から偏光板を切り出す前後のいずれに行うこともできるが、生産性や作業性の観点からは、偏光板を切り出す前に粘着剤層を付設することが好ましい。粘着剤層を供えた長尺の（積層）偏光板を形成し、それを所定のサイズに切り出すことで、液晶パネルの生産性及び作業性を向上させることができる。
【０１６９】
粘着剤層の露出面に対しては、実用に供するまでの間、その汚染防止等を目的にセパレータが仮着されてカバーされることが好ましい。これにより、通例の取扱状態で粘着剤層に接触することを防止できる。セパレータとしては、例えばプラスチックフィルム、ゴムシート、紙、布、不織布、ネット、発泡シートや金属箔、それらのラミネート体等の適宜な薄葉体を、必要に応じシリコーン系や長鎖アルキル系、フッ素系や硫化モリブデン等の適宜な剥離剤でコート処理したもの等の、従来に準じた適宜なものを用いうる。
【０１７０】
［液晶表示装置］
本発明の液晶表示装置は、上記液晶パネルと、光源、若しくは反射板等の液晶パネルに光を供給する手段とを有する。本発明の液晶表示装置の一例として、光源を備える透過型液晶表示装置について説明する。図１２は、本発明の好ましい実施形態による液晶表示装置の概略断面図である。この液晶表示装置３００は、液晶パネル１００と、液晶パネル１００の一方の側に配置されたバックライトユニット２００とを少なくとも備える。なお、図示例では、バックライトユニットとして、直下方式が採用された場合を示しているが、これは例えば、サイドライト方式のものであってもよい。
【０１７１】
直下方式が採用される場合、上記バックライトユニット２００は、好ましくは、光源８１と、プリズムシート８４とを備える。また、図示していないが、反射板や拡散板、輝度向上フィルム等を有することも好ましい。サイドライト方式が採用される場合、好ましくは、バックライトユニットは、上記の構成に加え、さらに導光板と、ライトリフレクターとを備える。なお、図１２に例示した光学部材は、本発明の効果が得られる限りにおいて、液晶表示装置の照明方式等の設計に応じてその一部が省略され得るか、又は、他の光学部材に代替され得る。
【０１７２】
本発明の液晶表示装置は、任意の適切な用途に使用し得るその用途は、例えば、パソコン用モニタ，ノートパソコン，コピー機等のＯＡ機器、携帯電話，時計，デジタルカメラ，携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯ゲーム機等の携帯機器、ビデオカメラ、テレビ、電子レンジ等の家庭用電気機器、バックモニタ、カーナビゲーションシステム用モニタ、カーオーディオ等の車載用機器、商業店舗用のインフォメーションディスプレイ等の展示機器、監視用モニタ等の警備機器、介護用モニタ，医療用モニタ等の介護・医療機器等である。特に、本発明の液晶表示装置は、テレビやインフォメーション用モニタ等の大型の液晶表示装置に好適に用いることができる。
【実施例】
【０１７３】
以下に、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明は以下に示す実施例に制限されるものではない。なお、実施例で用いた測定値等は、以下の方法によって得られたものである。
【０１７４】
［測定方法］
（旋光角）
旋光素子の旋光角はシンテック社製の商品名「ＯＰＴＩＰＲＯ」にて測定した。
【０１７５】
（厚み）
旋光素子の厚みは大塚電子社製の膜厚計（商品名「ＭＣＰＤ２０００」にて測定した。
【０１７６】
（透過率およびＹ値）
液晶表示装置の電源をＯＮにしてバックライト点灯の１時間後に、液晶パネルを黒表示として、ＥＬＤＩＭ社製の商品名「ＥＺ−ｃｏｎｔｒａｓｔ」を用いて各視角における透過率およびＹ値を測定した。なお、透過率およびＹ値は液晶表示装置のバックライト単体（液晶パネルを介さない場合）の輝度を基準（１００％）としたものである。
【０１７７】
［旋光素子の作成］
［製造例１］
（液晶塗布液の調製）
９９．９５６重量部のネマティック液晶性材料［ＢＡＳＦ社製の商品名「Ｐａｌｉｏｃｏｌｏｕｒ  ＬＣ２４２」（Δｎ５４５＝０．１）］、０．０４４４重量部のカイラル剤［ＢＡＳＦ社製の商品名「Ｐａｌｉｏｃｏｌｏｕｒ  ＬＣ７５６」］、５重量部のＵＶ重合開始剤［チバ・ジャパン製の商品名「イルガキュア９０７」］、０．５重量部のレベリング剤［ビッグ・ケミー社製の商品名「ＢＹＫ３７０」］を、２１６重量部のトルエンに溶解し、濃度３１．６重量％の液晶塗布液Ａを調製した。
【０１７８】
（液晶層の形成）
得られた液晶塗布液を、＃１４のワイヤーバーを用いてポリビニルアルコールの配向膜上に塗布した。これを９０℃のオーブンで３分間乾燥させながら液晶層を配向させ、３００ｍＪ／ｃｍ２のＵＶ光を照射することによって硬化し、旋光素子を得た。得られた旋光素子を旋光素子Ａとする。得られた旋光素子Ａの膜厚は４．４２μｍであった。
【０１７９】
［製造例２］
（液晶塗布液の調製及び液晶層の形成）
表３に示すように液晶塗布液における液晶性材料およびカイラル剤の含有量を変更した以外は、前記製造例１と同様にして液晶塗布液Ｂを調製した。得られた液晶塗布液Ｂを＃２８のワイヤーバーを用いてポリビニルアルコールの配向膜上に塗布した。これを９０℃のオーブンで５分間乾燥させて液晶層を乾燥させながら液晶層を配向させ、３００ｍＪ／ｃｍ２のＵＶ光を照射することによって硬化し、旋光素子を得た。得られた旋光素子を旋光素子Ｂとする。得られた旋光素子Ｂの膜厚は９．０６μｍであった。
【０１８０】
［製造例３］
（液晶塗布液の調製及び液晶層の形成）
表３に示すように晶塗布液における液晶性材料およびカイラル剤の含有量を変更した以外は、前記製造例１と同様にして液晶塗布液Ｃを調製した。
（液晶層の形成）
得られた液晶塗布液Ｃを＃２１のワイヤーバーを用いてポリビニルアルコールの配向膜上に塗布した。これを９０℃のオーブンで５分間乾燥させながら液晶層を配向させ、３００ｍＪ／ｃｍ２のＵＶ光を照射することによって硬化し、液晶固化層（液晶の捩れ角２２．５°の液晶層）とした。得られた液晶固化層の上に、さらに液晶塗布液Ｃを＃２１のワイヤーバーを用いて塗布した後、再度９０℃のオーブンで５分間乾燥させ、３００ｍＪ／ｃｍ２のＵＶ光を照射することによって硬化して、液晶の捩れ角４５°の液晶層を作製した。これを旋光素子Ｃとする。得られた旋光素子Ｃの膜厚は１３．６６μｍであった。
【０１８１】
［製造例４］
（液晶塗布液の調製及び液晶層の形成）
表３に示すように塗布液の組成を変更した以外は、前記製造例１と同様にして液晶塗布液Ｄを調製した。得られた液晶塗布層Ｄを、＃２８のワイヤーバーを用いて上記製造例３と同様にして液晶層の塗布、乾燥、硬化を２回繰り返し、液晶の捩れ角４５°の液晶層を作製した。これを旋光素子Ｄとする。得られた旋光素子Ｄの膜厚は１８．２４μｍであった。
【０１８２】
［製造例５］
（液晶塗布液の調製及び液晶層の形成）
表３に示すように塗布液の組成を変更した以外は、前記製造例１と同様にして液晶塗布液Ｅを調製した。
（液晶層の形成）
得られた液晶塗布液Ｅを＃２３のワイヤーバーを用いてポリビニルアルコールの配向膜上に塗布した。これを９０℃のオーブンで５分間乾燥させながら液晶層を配向させ、３００ｍＪ／ｃｍ２のＵＶ光を照射することによって硬化し、液晶固化層（液晶の捩れ角１５°の液晶層）とした。得られた液晶固化層の上に、さらに液晶塗布液Ｅを＃２３のワイヤーバーを用いて塗布した後、乾燥、硬化する工程を２回繰り返し、液晶の捩れ角４５°の液晶層を作製した。これを旋光素子Ｅとする。得られた旋光素子Ｅの膜厚は２２．８０μｍであった。
【０１８３】
［製造例６］
（液晶塗布液の調製及び液晶層の形成）
表３に示すように塗布液の組成を変更した以外は、前記製造例１と同様にして液晶塗布液Ｆを調製した。得られた液晶塗布層Ｆを、＃２８のワイヤーバーを用いて上記製造例５と同様にして液晶層の塗布、乾燥、硬化を３回繰り返し、液晶の捩れ角４５°の液晶層を作製した。これを旋光素子Ｆとする。得られた旋光素子Ｆの膜厚は２７．３９μｍであった。
【０１８４】
【表１】
2010039217.tif 000018
【０１８５】
上記製造例１〜６で得られた旋光素子Ａ〜Ｆの厚みは、それぞれ、前記式（１）において、波長λ＝５４５ｎｍとした場合におけるｍ＝１、２、３、４、５、６の厚みに対応いている。また、上記製造例１の旋光素子Ａは、式（１）において、ｍ＝１を満足するがｍ≧２を満たす波長は可視光領域に存在しなかった。
【０１８６】
［製造例７〜１１］
前記製造例１において、ネマティック液晶性材料として「Ｐａｌｉｏｃｏｌｏｕｒ  ＬＣ２４２」に代えて、下記の化合物（Δｎ５４５＝０．３）を用い、液晶塗布液Ｇ〜Ｌの組成比、および塗布に用いるワイヤーバーの番手、塗布回数を表２の通りとした以外は製造例１と同様にして、液晶の捩れ角４５°の液晶層を作製した。これらをそれぞれ旋光素子Ｇ〜Ｋとする。
【０１８７】
［製造例１３〜１４］
前記製造例３において、ネマティック液晶性材料として「Ｐａｌｉｏｃｏｌｏｕｒ  ＬＣ２４２」に代えて、下記の化合物（Δｎ５４５＝０．３）を用い、液晶塗布液Ｌ、Ｍ、Ｎの組成比、および塗布に用いるワイヤーバーの番手を表２の通りとした以外は製造例３と同様にして、液晶層の塗布、乾燥、硬化を繰り返し、液晶の捩れ角４５°の液晶層を作製した。これらをそれぞれ旋光素子Ｌ、Ｍ、Ｎとする。
【０１８８】
【化１３】
2010039217.tif 000019
【０１８９】
【表２】
2010039217.tif 000020
【０１９０】
上記製造例７〜１２で得られた旋光素子Ｇ〜Ｌの厚みは、それぞれ、前記式（１）において、波長λ＝５４５ｎｍとした場合におけるｍ＝１、２、３、４、５、６の厚みに対応いている。また、上記製造例１の旋光素子Ａは、式（１）において、ｍ＝１を満足するがｍ≧２を満たす波長は可視光領域に存在しなかった。製造例１４で得られた旋光素子Ｎはｍ＝１１の厚みに対応している。一方、製造例１３、で得られた旋光素子Ｍの厚みは、前記式（１）において、波長λ＝５４５ｎｍとした場合におけるｍが整数とならず、旋光素子Ｍはｍ＝８．２６の厚みに対応している。
【０１９１】
［参考例１］
上記製造例１〜６の旋光素子の作製に用いたネマティック液晶性材料によって、液晶層の捩れ角度（旋光角）が４５°の旋光素子を作製した場合において、旋光素子の厚みｄを種々に変更した場合における波長５４５ｎｍでの透過率Ｔ（％）およびＹ値（％）を、前記式（２）および（３）に基づいて計算した。計算結果を、横軸：厚み、縦軸：透過率ＴまたはＹ値のグラフに表したものを図１３に示す。なお、図１３の（ａ）と（ｂ）は同一のグラフの横軸（厚み）のスケールを変更したものである。
【０１９２】
［参考例２］
上記製造例７〜１４の旋光素子の作製に用いたネマティック液晶性材料によって、液晶層の捩れ角度（旋光角）が４５°の旋光素子を作製した場合において、旋光素子の厚みｄを種々に変更した場合における波長５４５ｎｍにおける透過率Ｔ（％）およびＹ値（％）を、前記式（２）および（３）に基づいて計算した。計算結果を、横軸：厚み、縦軸：透過率ＴまたはＹ値のグラフに表したものを図１４に示す。なお、図１４の（ａ）と（ｂ）は同一のグラフの横軸（厚み）のスケールを変更したものである。
【０１９３】
図１３及び図１４から理解されるように、透過率Ｔは、式（１）においてｍが整数となる厚みにおいて、最小値を有するのに対して、Ｙ値は、厚みが小さい領域においては、透過率Ｔと類似の増減傾向を示すものの、厚みが増加するにつれて、その挙動が透過率Ｔとは異なってくる。そして厚みが大きくなるにつれて単調現減少を示すようになるが、その変化点はΔｎ５４５×ｄ＝１４００ｎｍとなる領域に現れる。
【０１９４】
［積層偏光板及び液晶パネル、液晶表示装置の作成］
［比較例１］
（旋光素子を備える偏光板の作製）
上記製造例１で得られた旋光素子Ａを、偏光子の両面に保護フィルムとして実質的に光学等方性（正面位相差が０．５ｎｍ以下、厚み方向位相差が１．０ｎｍ以下）の透明フィルムが積層された市販の偏光板［日東電工製  商品名「ＮＰＦ  ＳＩＧ１４２３ＤＵ」、単体透過率：４２．６％、偏光度：９９．９９％、］に、偏光板の吸収軸方向と、旋光素子の偏光板と対向する側の面における液晶分子の配向方向が平行となるように、アクリル系の粘着剤を用いて転写を行い、偏光板の上に、捩れ角４５°の旋光素子が積層された積層偏光板Ａを作製した。なお、旋光素子を偏光板に積層するに際しては、旋光素子作製時の配向膜側の面が偏光板と対向するように２回の転写を行った。
【０１９５】
（位相差層の積層）
位相差層として、トリアセチルセルロース基材フィルム上に、架橋性ポリビニルアルコールフィルムからなる配向膜を介して紫外線硬化性のディスコティック液晶化合物が傾斜配向した光学補償フィルム［富士フィルム製  商品名「ワイドビューフィルムＥＡ」］を用いた。この位相差層を前記の旋光素子を備える偏光板に、アクリル系の粘着剤を用いて積層して積層偏光板を得た。なお、両者の積層に際しては、旋光素子と位相差層のトリアセチルセルロース基材フィルムが対向するように、かつ、位相差層の配向膜のラビング方向と、旋光素子の位相差層と対向する側の界面における液晶の配向方向が平行となるように積層をおこなった。得られた積層偏光板の積層順序、及び偏光板の吸収軸を角度の基準（０°）として位相差層側から見た場合の配置関係は表３に示す通りである。
【０１９６】
【表３】
2010039217.tif 000021
【０１９７】
（液晶パネルの作成）
ＴＮモード液晶パネルを備える市販の液晶表示装[ＢＥＮＱ社製  商品名「ＦＰ７４ＶＷ」］の液晶セルの上下に配置されていた光学フィルムを全て取り除いて、上記液晶セルのガラス面（表裏）を洗浄した液晶セルを用いた。かかる液晶セルは、２枚の基板の配向方向が直交しており、その方向は液晶セルの長辺方向とのなす角が＋４５°、−４５°であった。
【０１９８】
上記で得られた積層偏光板を、偏光板の吸収軸方向を長辺とする矩形となるように、上記液晶セルのサイズに合わせて２枚切り出した。切り出した積層偏光板を液晶セルの両面にそれぞれ１枚ずつ、アクリル系の粘着剤を介して貼り合わせて、液晶パネルを作製した。これを元の液晶表示装置のバックライトユニットと組み立てることで液晶表示装置とした。得られた液晶パネルの積層順序、及び画面の長辺方向（右側）を角度の基準（０°）として視認側から見た場合の配置関係は表４に示す通りである。なお、表４において、位相差層の液晶層の配向方向、および液晶セルにおける基板の配向方向は、いずれも基板界面における液晶のダイレクタの投影を表しており、位相差層と、それに近接する液晶セルの基板のダイレクタ方向が反平行となるように配置している。後述する表５、表６においても同様である。
【０１９９】
【表４】
2010039217.tif 000022
【０２００】
［積層偏光板の及び液晶パネル、液晶表示装置の作成］
［実施例１〜１０、比較例２〜４］
（旋光素子を備える偏光板の作製）
上記比較例１において、旋光素子Ａに代えて表７に示すように旋光素子Ｂ〜Ｎを用いた以外は比較例１と同様にして、旋光素子を偏光板に転写し、旋光素子を備える偏光板を作製し、これを用いた積層偏光板の作製、及び液晶パネル、並びに液晶表示装置の作製をおこなった。
【０２０１】
［参考例３］
（積層偏光板の作製）
前記と同様の市販の偏光板（日東電工製  商品名「ＮＰＦ  ＳＩＧ１４２３ＤＵ」）及び、位相差層（富士フィルム製  商品名「ワイドビューフィルムＥＡ」）を偏光板の吸収軸と、位相差層の配向膜のラビング方向とが平行となるようにアクリル系の粘着剤を用いて積層して、積層偏光板を得た。
【０２０２】
（液晶パネル及び液晶表示装置の作製）
得られた積層偏光板を用い、液晶パネルの積層順序、及び配置関係を表５に示す通りに変更した以外は、前記比較例１と同様にして、液晶表示装置を作製した。
【０２０３】
【表５】
2010039217.tif 000023
【０２０４】
［比較例５］
（延伸位相差フィルムを備える偏光板の作製）
前記と同様の市販の偏光板（日東電工製  商品名「ＮＰＦ  ＳＩＧ１４２３ＤＵ」）に、  一軸延伸されてなる、５４５ｎｍにおける位相差が２７３ｎｍであり、Ｎｚ係数が１であるポリカーボネートフィルム［カネカ製  商品名「エルメックＲフィルム」］を、上記偏光板の吸収軸方向と延伸位相差フィルムの遅相軸方向のなす角が２２．５°となるように、アクリル系の粘着剤を用いて積層して、延伸位相差フィルムを備える偏光板を作製した。
【０２０５】
（積層偏光板の作製）
位相差層として、前記と同様の光学補償フィルム［富士フィルム製  商品名「ワイドビューフィルムＥＡ」］を用いた。この位相差層を前記の延伸位相差フィルムを備える偏光板に、アクリル系の粘着剤を用いて積層して積層偏光板を得た。なお、両者の積層に際しては、位相差層のトリアセチルセルロース基材フィルムが対向するように、かつ、位相差層の配向膜のラビング方向と、延伸位相差フィルムの遅相軸方向のなす角が２２．５°、かつ、偏光板の吸収軸とのなす角が４５°となるように積層した。
【０２０６】
（液晶パネル及び液晶ディスプレイの作製）
上記で得られた積層偏光板を用い、積層順序、及び配置関係を表６に示す通りに変更した以外は、前記比較例１と同様にして、液晶パネル及び液晶表示装置を作製した。
【０２０７】
【表６】
2010039217.tif 000024
【０２０８】
［比較例６］
前記比較例５において、延伸ポリカーボネートフィルムに代えて、一軸延伸されてなる、５４５ｎｍにおける位相差が２７３ｎｍであり、Ｎｚ係数が１であるノルボルネン系樹脂フィルム（オプテス製  商品名「ゼオノアフィルム」）を用いた以外は比較例３と同様にして、積層偏光板の作製し、及び液晶パネル並びに液晶表示装置の作製をおこなった。
【０２０９】
［評価結果］
上記の実施例１〜１０、比較例１〜６、及び参考例３の液晶パネルの形成に用いた旋光素子（あるいは位相差板）の種類、及び液晶表示装置のＹ値（％）の測定結果を表７に示す。また、Ｙ値の測定結果の視野角分布（コーン図）を図１５〜３１、及びに示す。なお、表７及び図１５〜３１においては、液晶表示装置の長辺方向（右側）を方位角の基準（０°）、画面の法線方向（正面視）を極角の基準（０°）として表している。
【０２１０】
【表７】
2010039217.tif 000025
【０２１１】
以上に示したように、本発明の旋光素子を用いた液晶パネルは、偏光板を切り出す際の長辺方向と、偏光板の吸収軸方向を平行とした場合でも、旋光素子を用いることによって、参考例３に示したような従来の液晶表示装置と比較して遜色ない黒表示を得ることができる。また、比較例５、６のように１／２波長板によって偏光方向を回転させた場合と比較すると、旋光素子によって黒表示におけるＹ値が減少しており、光漏れの小さい液晶表示装置を得られることがわかる。また、各実施例と比較例１〜４を対比すると明らかなように、旋光素子における液晶層の厚みを調整することによって、色付きの少ない良好な黒表示を得ることができる。
【０２１２】
なお、上記の各実施例においては、構成による差異の比較を容易とするために、すべての例において偏光子の保護フィルムと光学補償層等を別体のものとして設けたが、1枚のフィルムに偏光子の保護フィルムと光学補償層や旋光素子を形成する液晶層の配向基材等の複数の機能を持たせることができるのは、先述の通りである。
【０２１３】
以上のように、本発明の液晶パネルは、所定の厚みを有する旋光素子を用いることで、大型化や、偏光板の取れ率向上に寄与し、かつ、従来の液晶表示装置と遜色のない表示特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０２１４】
【図１】長尺偏光板から偏光板を切り出す様子を表す概念図である。（ａ）は従来技術においてＴＮ型の液晶パネルに用いられる偏光板を４５°の角度で切り出す様子を表し、（ｂ）は本発明において、偏光板を吸収軸と矩形の辺方向が平行となるように切り出す場合を表す。
【図２】本発明の実施形態による液晶パネルの概略断面図を表す。
【図３】本発明の実施形態による液晶パネルの概略断面図を表す。
【図４】本発明の実施形態による液晶パネルの概略斜視図を表す。
【図５】本発明の液晶パネルを用いた液晶表示装置において、（ａ）白表示、（ｂ）黒表示が得られる原理を模式的に表す概念図である。
【図６】位相差板を用いた場合のポアンカレ上での偏光状態の変換を表す概念図である。（ａ）は見取り図、（ｂ）はＳ２−Ｓ３面への投影図、（ｃ）はＳ３−Ｓ１面への投影図、（ｄ）はＳ１−Ｓ２面への投影図を表す
【図７】旋光素子を用いた場合のポアンカレ上での偏光状態の変換を表す概念図である。（ａ）は見取り図、（ｂ）はＳ２−Ｓ３面への投影図、（ｃ）はＳ３−Ｓ１面への投影図、（ｄ）はＳ１−Ｓ２面への投影図を表す
【図８】旋光素子を用いた場合のポアンカレ上での偏光状態の変換を表す概念図である。（ａ）は見取り図、（ｂ）はＳ２−Ｓ３面への投影図、（ｃ）はＳ３−Ｓ１面への投影図、（ｄ）はＳ１−Ｓ２面への投影図を表す
【図９】位相差板を用いた場合のポアンカレ上での偏光状態の変換を表す概念図である。
【図１０】旋光素子を用いた場合のポアンカレ上での偏光状態の変換を表す概念図である。
【図１１】旋光素子を用いた場合のポアンカレ上での偏光状態の変換を表す概念図である。
【図１２】本発明の実施形態による液晶表示装置の一例を表す概略断面図である。
【図１３】参考例１において、ネマティック液晶性材料によって、旋光素子の厚みｄを種々に変更して液晶層の捩れ角度が９０°の旋光素子を作製した場合における波長５４５ｎｍにおける透過率Ｔ（％）およびＹ値（％）の計算結果を表すグラフである。（ａ）と（ｂ）は同一のグラフの横軸（厚み）のスケールを変更したものである。
【図１４】参考例２において、ネマティック液晶性材料によって、旋光素子の厚みを種々に変更して液晶層の捩れ角度が９０°の旋光素子を作製した場合における波長５４５ｎｍにおける透過率Ｔ（％）およびＹ値（％）の計算結果を表すグラフである。（ａ）と（ｂ）は同一のグラフの横軸（厚み）のスケールを変更したものである。
【図１５】比較例１の液晶表示装置における、Ｙ値の測定結果を表す図である。
【図１６】比較例２の液晶表示装置における、Ｙ値の測定結果を表す図である。
【図１７】実施例１の液晶表示装置における、Ｙ値の測定結果を表す図である。
【図１８】実施例２の液晶表示装置における、Ｙ値の測定結果を表す図である。
【図１９】実施例３の液晶表示装置における、Ｙ値の測定結果を表す図である。
【図２０】実施例４の液晶表示装置における、Ｙ値の測定結果を表す図である。
【図２１】比較例３の液晶表示装置における、Ｙ値の測定結果を表す図である。
【図２２】比較例４の液晶表示装置における、Ｙ値の測定結果を表す図である。
【図２３】実施例５の液晶表示装置における、Ｙ値の測定結果を表す図である。
【図２４】実施例６の液晶表示装置における、Ｙ値の測定結果を表す図である。
【図２５】実施例７の液晶表示装置における、Ｙ値の測定結果を表す図である。
【図２６】実施例８の液晶表示装置における、Ｙ値の測定結果を表す図である。
【図２７】実施例９の液晶表示装置における、Ｙ値の測定結果を表す図である。
【図２８】実施例１０の液晶表示装置における、Ｙ値の測定結果を表す図である。
【図２９】参考例３の液晶表示装置における、Ｙ値の測定結果を表す図である。
【図３０】比較例５の液晶表示装置における、Ｙ値の測定結果を表す図である。
【図３１】比較例６の液晶表示装置における、Ｙ値の測定結果を表す図である。
【符号の説明】
【０２１５】
１          配向（ラビング）方向
２          配向（ラビング）方向
３          吸収軸（方向）
４          吸収軸（方向）
５ａ、５ｂ  液晶分子の配向方向
６ａ、６ｂ  液晶分子の配向方向
１０          液晶セル
１１          基板
１２          基板
１３          液晶層
２１          偏光板
２２          偏光板
３１          旋光素子
３２          旋光素子
４１          位相差層
４２          位相差層
８１          光源
８２          反射フィルム
８３          拡散板
８４          プリズムシート
１００          液晶パネル
２００          光源
３００          液晶表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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